TW202013593A - 透過微調提高半導體器件轉移速度的方法和裝置 - Google Patents

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科迪 彼得森
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盧克 杜平
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Abstract

一種裝置，可將半導體器件晶粒從第一襯底直接轉移至第二襯底。裝置包括可在兩個軸上移動的第一襯底輸送機構。微調機構與第一襯底輸送機構耦合，用於固定第一襯底，並以小於襯底輸送機構進行的位置調節級別進行位置調節。微調機構包括具有遠端的微調促動器，以及可透過與微調促動器的遠端接觸而移動的第一襯底固定框架。第二框架用於固定第二襯底，使轉移表面朝向第一襯底的表面上佈置的半導體器件晶粒。轉移機構用於對半導體器件晶粒施壓，使其接觸襯底的轉移表面。

Description

透過微調提高半導體器件轉移速度的方法和裝置
本發明關於一種提高半導體器件轉移速度的方法和裝置，特別是指一種透過微調提高半導體器件轉移速度的方法和裝置。
半導體器件是採用矽、鍺、砷化鎵等半導體材料的電氣部件。半導體器件一般製造為單一分立器件或積體電路 (IC)。單一分立器件的範例包括電驅動元件。例如，發光二極體 (LED)、二極體、電晶體、電阻器、電容器、熔斷器等。
半導體器件的製造，一般涉及包含大量步驟的複雜製造過程。製造的成品是「封裝」半導體器件。修飾語「封裝」係指內置在成品中的外殼和保護特性，以及可使封裝中的器件組合到最終電路中的介面。
半導體器件的常規製造過程，係從半導體晶圓的處理開始。晶圓被切割成大量「未封裝」半導體器件。修飾語「未封裝」係指不具有保護特性的未封閉半導體器件。在本文中，未封裝半導體器件可稱為半導體器件晶粒，或簡稱為「晶粒」。可對單一半導體晶圓進行切割，形成各種尺寸的晶粒，從而由半導體晶圓形成 100,000 甚至 1,000,000 個以上的晶粒（視半導體原始尺寸而定），每個晶粒有特定品質。 然後，透過常規製造過程對未封裝晶粒進行「封裝」，下文對該過程進行了簡單討論。晶圓處理與封裝之間操作可稱為「晶粒製備」。
在某些實例中，晶粒製備可包括透過「取放過程」進行的晶粒分選。透過該過程單獨拾取切割的晶粒，並分選到盒子中。可根據晶粒的正向電壓容量、晶粒的平均功率和/或晶粒的波長進行分選。
一般來說，封裝過程需要將晶粒安裝到塑膠或陶瓷封裝中（例如，模具或外殼）。封裝過程還包括將晶粒觸點與銷子/導線連接，以便與最終電路進行接合/互連。半導體器件的封裝，一般透過密封晶粒來完成。密封目的係防止晶粒受環境（例如，灰塵）污染。
然後，產品製造商會將封裝的半導體器件放在產品電路中。由於已進行封裝，器件做好了「插入」在製品電路元件中的準備。此外，雖然器件的封裝可將其與可能導致器件退化或損壞的元素阻隔。然而，封裝器件本質上比封裝內的晶粒大得多（例如，在某些情況下，厚度約為 10 倍，面積約為 10 倍。因此，體積約為 100 倍）。因此，組成的電路元件厚度不可能小於半導體器件的封裝。
如上所述，可切割單一半導體晶圓，由半導體晶圓形成 100,000 甚至 1,000,000 個以上的晶粒。因此，轉移幾千個（即使沒有幾百萬個）晶粒的效率，亦成為關注的主要問題。在轉移這些晶粒的過程中，為了獲得效率和/或速度，經常出現製造商可能無法控制的晶粒轉移參數。例如，如果以相對較高的速度轉移晶粒，高速轉移過程可能會在半導體襯底上產生振動。在其他方面，即使可在高速下進行轉移操作，啟動和停止定位待轉移晶粒的輸送機構亦會降低效率。在不降低轉移過程效率之情況下，常規轉移機構和方法不具備控制並/或改善這些參數和其他參數的能力。
本發明涉及將半導體器件晶粒直接轉移並固定到電路上的機器及其實現過程，以及固定有晶粒的電路（作為輸出產品）。在一則實施例中，所述機器用於將未封裝晶粒從「晶圓膠帶」等襯底上直接轉移至電路襯底等支撐襯底上。與常規方法生產的類似產品相較，直接轉移未封裝晶粒可大幅度減小最終產品的厚度，以及製造支撐襯底所需的時間和/或成本。
為了便於說明，術語「襯底」係指在其上面進行過程或操作的任何物質。此外，術語「產品」係指過程或操作的預期輸出，無論其完成狀態如何。因此，支撐襯底係指為獲得預期輸出，而在其上面進行過程或操作的任何物質。
在一則實施例中，所述機器可固定用於容納「未封裝」晶粒（例如，從晶圓膠帶轉移的 LED）的支撐襯底。為了減小使用晶粒的產品之尺寸，晶粒非常小且薄。例如，晶粒的厚度可約為 50 微米 (µm)。由於晶粒的尺寸相對較小，所述機器包括用於將攜帶晶粒的晶圓膠帶和支撐襯底精確對準的部件，以確保精確放置並/或避免產品材料浪費。在一則實施例中，將支撐襯底與晶圓膠帶上的晶粒對準的部件可包括一組框架。晶圓膠帶和支撐襯底在框架中分別固定並單獨輸送至對準位置，使晶圓膠帶上的特定晶粒轉移至支撐襯底上的特定點。
輸送支撐襯底的框架可在各個方向上移動，包括水平平面方向、垂直平面方向和/或各個對準軸的旋轉方向，甚至是可以轉移至曲面上的非平面方向。輸送晶圓膠帶的框架亦可在各個方向上移動。可使用齒輪、軌道、電機和/或其他元件組成的系統，來固定和輸送分別攜帶支撐襯底和晶圓膠帶的框架，以將支撐襯底與晶圓膠帶對準，從而將晶粒放置在支撐襯底的正確位置。每個框架系統還可移動至抽取位置，以在完成轉移過程時，協助抽取晶圓膠帶和支撐襯底。還應理解的是，所述第一襯底、第二襯底和轉移機構中的任一項或全部，皆可互相進行相對移動，以便最有效地對準基於特定實施例的部件。
在某些方面，將支撐襯底和晶圓膠帶上的晶粒對準的部件包括一或多個調節機構。所述調節機構以小距離（例如，5 微米至 50 微米，或 1 微米至 1000 微米，或 0.5 微米至 5000 微米等）輸送晶圓膠帶，以便微調晶粒轉移位置的預期位置。這種小距離輸送（下文稱為「微調」），可抵消連續快速開始和停止框架輸送（輸送機構的粗調）所產生的振動。該振動會對輸送晶圓膠帶的框架造成位置不準確現象。慣性振動噪音根據速度、單位質量、減速度等因素的不同而異。快速進行微調（例如，從微調開始到結束約 0.5 ms），以在轉移晶粒之前抵消振動。附加地，將膠帶輸送至轉移位置並轉移晶粒之後，可進行後續微調，以在下次粗調之前，對準附加轉移位置並轉移晶粒。
在一則實施例中，所述機器進一步包括將晶粒從晶圓膠帶直接轉移至支撐襯底上，無需「封裝」晶粒的轉移機構。所述轉移機構可垂直佈置在晶圓膠帶上方，以透過晶圓膠帶在晶粒上對支撐襯底施壓。這個晶粒下壓過程可從晶粒側面開始將晶粒從晶圓膠帶上剝離，直到晶粒與晶圓膠帶分離，附著在支撐襯底上。即，透過減小晶粒與晶圓膠帶之間黏合力，並增加晶粒與支撐襯底之間黏合力，即可完成晶粒的轉移。
在某些實施例中，所述轉移機構可包括銷子或針等細長杆，可與晶圓膠帶相抵而迴圈驅動，從頂面推動晶圓膠帶。附加地，且/或可替代地，所述轉移機構可包括多個針，所述多個針可與晶圓膠帶相抵而單獨驅動。所述針的寬度可不大於被轉移晶粒的寬度。但在其他實例中，所述針的寬度可大於晶粒的寬度或任何其他尺寸。所述針的端部與晶圓膠帶接觸時，晶圓膠帶可在晶粒與晶圓膠帶之間區域發生局部偏轉。由於偏轉高度局部化且快速執行，晶圓膠帶未受到針壓力的部分可開始從晶粒表面上收縮。因此，這種局部分離可使晶粒失去與晶圓膠帶的充分接觸，從晶圓膠帶上脫離。此外，在一則實施例中，晶圓膠帶的偏轉可能非常細微，以使晶粒整個表面區域與晶圓膠帶保持接觸。同時，仍使晶粒相對表面延伸到相鄰晶粒對應表面的延伸平面之外，以避免意外轉移相鄰晶粒。
可替代地，或者附加地，所述機器可進一步包括將分離的「未封裝」晶粒固定在支撐襯底上的固定機構。在一則實施例中，所述支撐襯底上面可設置電路示蹤劑，晶粒轉移並固定在電路示蹤劑上。所述固定機構可包括發出能量的裝置，例如雷射器，用於熔化/軟化支撐襯底上電路示蹤劑的材料。此外，在一則實施例中， 所述雷射器可用於啟動/硬化電路示蹤劑的材料。因此，可在晶粒與電路示蹤劑的材料接觸之前及/或之後，啟動固定機構。由此，在驅動轉移機構，將晶粒轉移至支撐襯底上時，亦可啟動所述能量發射裝置，以使示蹤劑材料做好容納晶粒的準備。所述能量發射裝置的啟動，可進一步加強晶粒從晶圓膠帶的釋放及擷取，以便開始在支撐襯底上形成半導體產品。
在某些實施例中，固定晶圓膠帶的框架在不同位置之間輸送時，固定晶圓框架的輸送機構可移動至轉移位置，並在突然停止之後進行微調，以便微調轉移位置並/或消除系統振動。然後，所述系統會透過上文所述的固定機構轉移晶粒。
在其他實施例中，將晶粒從晶圓膠帶轉移至支撐襯底之前，所述輸送機構可能未完全停止。在某些方面，所述系統在接近預期轉移位置時，可改變輸送機構的速度。而在其他方面，所述輸送機構經過預期轉移位置時，可維持恒定速度。在轉移位置的可計算時間下，所述系統可在與移動方向間隔 180 度的一或多個移動軸上，驅動微調驅動機構。微調驅動的速度配合框架的移動速度，使被轉移晶粒的位置相對於支撐襯底上的目標位置保持靜止。即，由於在反方向驅動微調機構，轉移單元（例如，輸送機構和轉移機構）的相對速度變為零。在晶粒相對於目標位置保持靜止的時間下，所述轉移機構將晶粒從晶圓膠帶推到支撐襯底上的適當位置，所述固定機構按本文所述方式固定晶粒。由於所述輸送機構從不完全停止，節省了等待粗調輸送機構的系統振動在每個轉移位置上消除的時間，從而提升製造效率。
對提交於 2018 年 10 月 1 日，標題為「Method and Apparatus to Increase Transfer Speed of Semiconductor Devices with Micro-Adjustment」的第 16/147,456 號美國專利申請，本申請提出了優先權申請，並透過引用將其完整併入本文。本申請透過引用，將以下專利申請併入本文：提交於 2014 年 11 月 12 日，標題為「Apparatus for Transfer of Semiconductor Devices」。現在，發佈為第 9,633,883 號美國專利第 14/939,896 號美國專利申請；提交於 2016 年 11 月 3 日，標題為「Compliant Needle for Direct Transfer of Semiconductor Devices」的第 15/343,055 號美國專利申請；提交於 2016 年 11 月 23 日，標題為「Top-Side Laser for Direct Transfer of Semiconductor Devices」的第 15/360,471 號美國專利申請；提交於 2016 年 11 月 23 日，標題為「Pattern Array Direct Transfer Apparatus and Method Therefor」的第 15/360,645 號美國專利申請；提交於 2017 年 1 月 18 日，標題為「Flexible Support Substrate for Transfer of Semiconductor Devices」的第 15/409,409 號美國專利申請；提交於 2018 年 5 月 12 日，標題為「Method and Apparatus for Multiple Direct Transfers of Semiconductor Devices」的第 15/987,094 號美國專利申請。 直接轉移裝置的第一範例實施例
圖1 圖解了一則實施例。它可用於將未封裝半導體元件（或「晶粒」）從晶圓膠帶直接轉移至支撐襯底上的裝置 100。晶圓膠帶在本文中還可稱為半導體器件晶粒襯底，或簡稱為晶粒襯底。所述裝置 100 可包括支撐襯底輸送機構 102 和晶圓膠帶輸送機構 104。所述支撐襯底輸送機構 102 和晶圓膠帶輸送機構 104 中的每個機構可包括框架系統或其他工具，用於將要輸送的各個襯底分別固定在預期對準位置。所述裝置 100 可進一步包括轉移機構 106。如圖所示，所述轉移機構 106 可垂直佈置在晶圓膠帶輸送機構 104 上方。在一則實施例中，所述轉移機構 106 可位於幾乎與晶圓膠帶接觸的位置。此外，所述裝置 100 可包括固定機構 108。所述固定機構 108 可垂直佈置在支撐襯底輸送機構 102 下方，與轉移位置的轉移機構 106 對準，晶粒可透過轉移位置放置在支撐襯底上。如下文所述，圖2A 和 2B 圖解了裝置 100 的範例細節。
圖2A 和 2B 顯示了轉移操作的不同階段。但提及裝置 200 的相同元件和特徵時，特定特徵的以下描述可互換地指代圖 2A 和 2B 的其中之一或兩者，除非另有明確說明。特別地，圖2A 和 2B 圖解了裝置 200 的一則實施例，所述裝置 200 包括支撐襯底輸送機構 202、晶圓膠帶輸送機構 204、轉移機構 206 和固定機構 208。所述支撐襯底輸送機構 202 可與晶圓膠帶輸送機構 204 相鄰佈置。例如，如圖所示，所述支撐襯底輸送機構 202 可在基本水平方向上延伸，可垂直佈置在晶圓膠帶輸送機構 204 下方，以利用重力在轉移過程中可能產生的任何作用。可替代地，所述支撐襯底輸送機構 202 可朝向在水平平面的橫向延伸的方向。
在轉移操作期間，根據裝置 200 的各個其他方面（包括轉移操作期間部件產生的偏轉量），所述輸送機構 202、204 的位置，可使支撐襯底輸送機構 202 攜帶的支撐襯底表面與晶圓膠帶輸送機構 204 攜帶的晶圓膠帶表面之間間隔大於或小於 1 mm，如下文所述。在一則實施例中，與輸送機構 202、204 的支撐結構相較，所述晶圓膠帶和支撐襯底的各個相對表面可為最突出的結構。即，為了避免可移動零件（例如，輸送機構 202、204）在機器部件與上面的產品之間產生碰撞，晶圓膠帶與支撐襯底的各個表面之間距離，可小於任一表面與任何其他相對結構部件之間距離。
如圖所示，在一則實施例中，所述轉移機構 206 可垂直佈置在晶圓膠帶輸送機構 204 上方，所述固定機構 208 可垂直佈置在支撐襯底輸送機構 202 下方。在某些實施例中，所述轉移機構 206 和固定機構 208 其中之一或兩者可定位於與圖 2A 和 2B 所示位置不同的位置。例如，所述轉移機構 206 可佈置在相對於水平平面以銳角延伸的位置。在另一則實施例中，所述固定機構 208 的方向可使其在轉移過程中，從與轉移機構 206 相同的驅動方向發射能量，或者可替代地，從固定機構 208 能參與轉移過程的任何方向和位置發射能量。
所述支撐襯底輸送機構 202 可用於固定支撐襯底 210。在本文中，術語「支撐襯底」可包括但不限於：晶圓膠帶（例如，用於預分選晶粒並形成已分選晶粒片，以供日後使用）；形成片狀或其他非平面形狀的紙質或聚合物襯底，其中，所述聚合物（半透明狀或其他透明度）可選自任何適當聚合物，包括但不限於，矽酮、丙烯酸、聚酯、聚碳酸酯等；電路板（例如，印製電路板 (PCB)）；串狀或線狀電路，可包括平行延伸的一對導線或「線」；以及棉、尼龍、人造絲、皮革等製成的布料。所述支撐襯底的材料選擇可包括耐用材料、柔性材料、剛性材料，以及可成功完成轉移過程，維持支撐襯底最終用途適用性的其他材料。所述支撐襯底 210 可僅由或至少部分由導電材料構成，使支撐襯底 210 起導電電路的作用，從而構成產品。潛在類型的支撐襯底可進一步包括玻璃瓶、車床或玻璃板等物體。
在圖 2A 和 2B 所示的實施例中，所述支撐襯底 210 可包括佈置在上面的電路示蹤劑 212。如圖所示，所述電路示蹤劑 212 可包括用示蹤劑間隔或間隙隔開的一對相鄰示蹤劑線，以容納被轉移晶粒上的電接觸端子（未顯示）之間距離。因此，所述電路示蹤劑 212 的相鄰示蹤劑線之間示蹤劑間隔或間隙的大小，可根據被轉移晶粒的大小確定，以確保晶粒的正確連接和後續驅動。例如，所述電路示蹤劑 212 的示蹤劑間隔或間隙範圍可為約 75 至 200 微米、約 100 至 175 微米或約 125 至 150 微米。
所述電路示蹤劑 212 可由透過絲網列印、噴墨列印、雷射列印、手工列印或其他列印方法佈置的導電油墨構成。進一步，所述電路示蹤劑 212 可預固化並半乾燥或乾燥，以提供額外穩定性，同時仍可啟動進行晶粒導電。還可使用濕導電油墨形成電路示蹤劑 212，或使用乾濕油墨的組合作為電路示蹤劑 212。可替代地，或者附加地，所述電路示蹤劑 212 可預成型為示蹤線，或蝕刻，或用熔料形成電路圖案。然後，黏合、嵌入或以其他方式固定在支撐襯底 210 上。
所述電路示蹤劑 212 的材料，可包括但不限於銀、銅、金、碳、導電聚合物等。在一則實施例中，所述電路示蹤劑 212 可包括鍍銀銅顆粒。所述電路示蹤劑 212 的厚度，取決於使用的材料類型、預期功能和實現該功能所需的適當長度或柔性、能量容量、LED 尺寸等。例如，所述電路示蹤劑的厚度範圍可為約 5 微米至 20 微米、約 7 微米至 15 微米或約 10 微米至 12 微米。
由此，在一個非限制性範例中，所述支撐襯底 210 可為柔性半透明聚酯板，上面利用銀基導電油墨絲網列印了所需電路圖案，以形成電路示蹤劑 212。
所述支撐襯底輸送機構 202，可包括用於固定支撐襯底固定框架 216 的支撐襯底輸送框架 214。所述支撐襯底固定框架 216 的結構，可根據使用的支撐襯底之類型和特性（例如形狀、大小、彈性等）而大幅變化。由於所述支撐襯底 210 可為柔性材料，支撐襯底 210 可在張力下固定在支撐襯底固定框架 216 內，以形成執行下文所述轉移操作的剛性更強表面。在上述範例中，所述支撐襯底 210 的張力所產生剛性，可提高轉移部件時的放置精度。
在一則實施例中，所述支撐襯底 210 採用耐用或剛性更強的材料，可自然地提供堅固表面，以達到部件放置精度。相反，如果所述支撐襯底 210 可以下垂，支撐襯底 210 中及與電路示蹤劑 212 的預固化圖案交界處可能形成褶皺和/或其他間斷點，可能導致無法成功完成轉移操作。
固定所述支撐襯底 210 的方法可能有很大差別。圖 2A 圖解了支撐襯底固定框架 216 的一則實施例，所述支撐襯底固定框架 216 包括呈凹形的第一部分 216a，以及與呈凹形對應的相反凸形第二部分 216b。在所示範例中，透過將支撐襯底 210 的週邊插入第一部分 216a 與第二部分 216b 之間，對支撐襯底 210 形成張力，從而夾緊支撐襯底 210。
所述支撐襯底輸送框架 214 可在至少三個方向上輸送，其中兩個方向處於水平和垂直平面。可透過電機、軌道和齒輪（均未顯示）組成的系統完成輸送。由此，可將所述支撐襯底固定框架 216 輸送至並固定在裝置 200 的用戶指示和/或程式設計及控制的特定位置。
所述晶圓膠帶輸送機構 204 可用於固定攜帶晶粒 220（即，半導體器件晶粒）的晶圓膠帶 218。所述晶圓膠帶 218 可透過晶圓膠帶輸送框架 222，在多個方向輸送至特定轉移位置，以進行轉移操作。與支撐襯底輸送框架 214 類似，所述晶圓膠帶輸送框架 222 可包括電機、軌道和齒輪（均未顯示）組成的系統。
要轉移的未封裝半導體晶粒 220 可以非常小。實際上，所述晶粒 220 的高度範圍可為 12.5 至 200 微米，或 25 至 100 微米，或 50 至 80 微米。
由於晶粒的尺寸微小，所述晶圓膠帶 218 輸送至適當轉移位置時，晶圓膠帶 218 與支撐襯底 210 之間間隙範圍可為（例如）約 0.25mm 至 1.50mm，或約 0.50mm 至 1.25mm，或約 0.75mm 至 1.00mm。最小間隙可取決於以下因素：被轉移晶粒的厚度、使用的晶圓膠帶剛度、對晶粒進行充分擷取和釋放所需的晶圓膠帶偏轉量、相鄰晶粒的接近程度等。隨著晶圓膠帶 218 與支撐襯底 210 之間距離減小，由於轉移操作的迴圈時間縮短（如下文所述），轉移操作的速度可能也會降低。因此，轉移操作時長的縮短可增加晶粒轉移的速率。例如，晶粒轉移速率的範圍可為約每秒放置 6-250 個晶粒。
此外，所述晶圓膠帶輸送框架 222 可固定晶圓膠帶固定框架 224，後者可拉伸並在張力下固定晶圓膠帶 218。如圖2A 所示，可透過將晶圓膠帶 218 的周邊夾在晶圓膠帶固定框架 224 的相鄰部件之間，將晶圓膠帶 218 固定在晶圓膠帶固定框架 224 中。這種夾緊有助於維持晶圓膠帶 218 的張力和拉伸特性，從而提高轉移操作的成功率。由於不同類型/品牌/品質的可用晶圓膠帶特性不同，可根據轉移過程中持續維持在所需張力下的能力，選擇使用特定晶圓膠帶。在一則實施例中，所述針驅動性能曲線（進一步如下文所述），可隨著晶圓膠帶 218 張力的變化而異。
所述晶圓膠帶 218 使用的材料，可包括（例如）橡膠或矽酮等具有彈性的材料。此外，由於環境和晶圓膠帶 218 本身溫度的關係，可能會在轉移過程中對晶圓膠帶 218 造成損壞。因此，最好使用具有溫度波動抵抗特性的材料。附加地，在一則實施例中，所述晶圓膠帶 218 可輕微拉伸，在各個晶粒 220 之間產生分隔或間隙，以協助進行轉移操作。所述晶圓膠帶 218 的表面可包括黏性物質，晶粒 220 可透過黏性物質黏合在晶圓膠帶 218 上。
所述晶圓膠帶 218 上的晶粒 220 可包括從整體半導體晶圓上單獨切割，然後放置在晶圓膠帶 218 上固定晶粒的晶粒。在這種情況下，所述晶粒可經過預分選並清晰整理在晶圓膠帶 218 上，以（例如）協助進行轉移操作。特別地，所述晶粒 220 可按向支撐襯底 210 上轉移的預期轉移順序設置。所述晶粒 220 在晶圓膠帶 218 上的這種預放置，可減少支撐襯底輸送機構 202 與晶圓膠帶輸送機構 204 之間可能出現的移動量。附加地，或者可替代地，所述晶圓膠帶 218 上的晶粒可經過預分選，僅包括性能屬性基本相同的晶粒。這樣可提高供應鏈的效率。因此，可將晶圓膠帶輸送機構 204 的移動時間降至最低。
在一則實施例中，晶粒使用的材料可包括但不限於，碳化矽、氮化鎵、鍍層氧化矽等。此外，藍寶石或矽亦可用作晶粒。附加地，如上文所述，「晶粒」在本文中泛指電驅動元件。
在某些實施例中，根據晶粒的不同性能品質，所述晶圓膠帶 218 包括的晶粒可不經過預分選，而是直接在晶圓膠帶上切割半導體。然後，將晶粒留在晶圓膠帶上形成晶粒，不透過「取放」對晶粒進行分選。在這種情況下，可對晶圓膠帶上的晶粒進行繪圖，以描述不同品質的晶粒準確相對位置。因此，在一則實施例中，無需使用具有預分選晶粒的晶圓膠帶。這樣會增加晶圓膠帶輸送機構 204 在每次順序轉移操作中，在特定晶粒之間移動的時間和移動量。其部分原因是半導體區域內分散的晶粒品質不同。這意味著進行下一次轉移操作的特定品質晶粒，它可能與之前已轉移過的晶粒不緊鄰。因此，與包含品質基本相同的晶粒之晶圓膠帶 218 相較，所述晶圓膠帶輸送機構 204 可能需要進一步移動晶圓膠帶 218，以對準要轉移的特定品質之適當晶粒。
對於晶圓膠帶 218 上的晶粒 220，在一則實施例中，晶粒 220 的資料地圖可由晶圓膠帶 218 提供。所述資料地圖可包括數位檔案，提供晶圓膠帶 218 上的每個晶粒之具體品質和位置資訊。可將所述資料地圖檔輸入與裝置 200 通訊的處理系統，由此控制/程式設計裝置 200，以找到晶圓膠帶 218 上的正確晶粒 220，從而將其轉移至支撐襯底 210 上。
部分轉移操作透過轉移機構 206 執行，所述轉移機構 206 係協助將晶粒與晶圓膠帶 218 分離的晶粒分離裝置。所述轉移機構 206 的啟動，可將一或多個晶粒 220 從晶圓膠帶 218 上脫離，被支撐襯底 210 擷取。在一則實施例中，可將銷子或針 226 等細長杆按到與晶粒 220 相抵的晶圓膠帶 218 的頂面內，以此操作轉移機構 206。所述針 226 可與針促動器 228 連接。所述針促動器 228 可包括與針 226 連接的電機，所述電機用於按預定/程式設計時間，將針 226 朝向晶圓膠帶 218 驅動。
對於所述針 226 的功能，所述針 226 可包括足夠耐用的材料，以承受反覆、快速、細微的衝擊。同時在衝擊時，將晶粒 220 的潛在損害降到最低。例如，所述針 226 可包括金屬、陶瓷、塑膠等。附加地，所述針 226 的尖端可具有特定形狀輪廓。該輪廓可影響針重複作用的能力，但不會頻繁使尖端破裂或損壞晶圓膠帶 218 或晶粒 220。下文參照圖 3 對所述針尖端的輪廓形狀進行了詳細說明。
在轉移操作中，如圖 2A 所示，所述針 226 可與晶粒 220 對準。所述針促動器可移動針 226，使其在晶粒 220 與晶圓膠帶 218 相對側對準位置與晶圓膠帶 218 相鄰側相抵，如圖 2B 所示。所述針 226 產生的壓力，可能使晶圓膠帶 218 產生偏轉，向比未被轉移的相鄰晶粒 220 更接近支撐襯底 210 的位置延伸晶粒 220。如上所述，偏轉量可能隨多種因素而有所變化。例如，晶粒和電路示蹤劑的厚度。例如，在晶粒 220 的厚度約為 50 微米，電路示蹤劑 212 的厚度約為 10 微米之情況下，所述晶圓膠帶 218 的偏轉量可約為 75 微米。因此，可透過針 226，將晶粒 220 向支撐襯底 210 施壓，使晶粒的電接觸端子（未顯示）能與電路示蹤劑 212 黏合。在黏合點上繼續完成轉移操作，將晶粒 220 從晶圓膠帶 218 上脫離。
轉移過程可包括一組快速重複的步驟，包括迴圈驅動針 226 向晶粒 220 施壓，下文參照圖 8 對過程的方法進行了詳細說明。進一步，下文參照圖 4 對所述針 226 的驅動行程曲線（在轉移過程期間）進行了詳細說明。
如圖 2A 和 2B 所示，在一則實施例中，所述轉移機構 206 可進一步包括針收縮支撐件 230（亦稱為胡椒瓶）。在一則實施例中，所述支撐件 230 可包括具有空心空間的結構，所述針 226 可通過支撐件 230 的第一端的開口 232，進入空間並容納在其中。所述支撐件 230 可進一步包括支撐件 230 第二相對端的至少一個開口 234。此外，所述支撐件可包括開口 234 附近的多個孔。所述至少一個開口 234 的大小，可根據針 226 的直徑確定，以使針 226 在轉移過程中在其中通過，從而向晶圓膠帶 218 施壓。
附加地，在一則實施例中，所述支撐件 230 可與晶圓膠帶 218 的上表面相鄰佈置。由此，在轉移操作期間，所述針 226 從在晶圓膠帶 218 上施壓的位置收縮時，支撐件 230 的底面（有至少一個開口 234）可與晶圓膠帶 218 的上表面接觸，從而防止晶圓膠帶 218 向上偏轉。如果所述針 226 至少穿透晶圓膠帶 218 的一部分，收縮時，晶圓膠帶會黏在針 226 的尖端，可能造成這種向上偏轉。因此，所述支撐件 230 可縮短移動至下一個晶粒 220 所需的時間。所述支撐件 230 壁周邊形狀可為圓柱形，或是可容納在裝置 200 中的任何其他形狀。由此，所述支撐件 230 可佈置在針 226 與晶圓膠帶 218 的上表面之間。
關於整個晶圓膠帶 218 的溫度影響，可至少在接近轉移操作的時間調節支撐件 230 的溫度，從而調節針 226 和晶圓膠帶 218 的溫度。由此，所述支撐件 230 的溫度可升高或降低，可選擇具有最佳導熱性的支撐件 230 材料。例如，所述支撐件 230 可由鋁或另一種導熱性相對較高的金屬或類似材料，由此調節溫度，使轉移操作的結果維持一致。在一則實施例中，可在所述支撐件 230 內迴圈空氣，協助調節晶圓膠帶 218 的局部溫度。附加地，或者可替代地，可在針收縮支撐件 230 中插入光纖電纜 230a，並將其進一步與針 226 相抵，以協助調節晶圓膠帶 218 和/或針 226 的溫度。
如上所述，固定機構 208 可協助將晶粒 220 固定在支撐襯底 210 表面上的電路示蹤劑 212 上。圖 2B 圖解了晶粒 220 與電路示蹤劑 212 相抵的處於轉移階段的裝置 200。在一則實施例中，固定機構 208 可包括能量發射裝置 236，所述能量發射裝置 236 包括，但不限於雷射器、電磁輻射、壓力振動、超音波焊接等。在一則實施例中，所述能量發射裝置 236 可發出振動能量，破壞與電接觸端子分子相抵的電路示蹤劑內的分子，從而透過振動壓力形成黏合，以此實現壓力振動的用途。此外，在一則實施例中，所述固定機構 208 可完全省略，一或多個晶粒到電路襯底的轉移可透過其他方式進行，包括黏合強度或連接電位。
在一個非限制性範例中，如圖2B 所示，可將雷射器實施為能量發射裝置 236。在轉移操作期間，可啟動雷射器 236，使其朝向被轉移晶粒 220 發出特定波長和強度的光能。所述雷射器 236 的光波長之選擇，可特別根據在不明顯影響支撐襯底 210 的材料之前提下，電路示蹤劑 212 的材料對該光波長的吸收能力而進行。例如，工作波長為 808nm，功率為 5W 的雷射容易被銀吸收，但不易被聚酯吸收。由此，雷射光束可通過聚酯襯底，影響電路示蹤劑中的銀。可替代地，雷射的波長可與電路示蹤劑的吸收能力和襯底材料相匹配。所述雷射器 236 的聚焦區域（圖 2B 中，雷射器 236 朝向支撐襯底 210 垂直放射的虛線）大小，可根據 LED 的大小確定。例如，區域的寬度為 300 微米。
雷射器 236 的預定控制脈衝持續時間開始時，所述電路示蹤劑 212 可開始硬化（並/或熔化或軟化），在電路示蹤劑 212 的材料與晶粒 220 上的電接觸端子（未顯示）之間形成熔合。這種熔合進一步協助將未封裝晶粒 220 與晶圓膠帶 218 脫離，同時將晶粒 220 固定在支撐襯底 210 上。附加地，所述雷射器 236 可在晶圓膠帶 218 上發生一定熱轉移，從而降低晶粒 220 在晶圓膠帶 218 上的黏合力，因此有助於進行轉移操作。
在其他實例中，能以多種方式脫離晶粒並固定在支撐襯底上，包括使用具有預定波長或聚焦光（例如 IR、UV、寬頻/多光譜）的雷射器加熱/啟動電路示蹤劑，從而硬化環氧樹脂或相變黏合材料，或使晶粒失活/從晶圓膠帶上脫離，或開始進行某些反應組合。附加地，或者可替代地，可使用特定波長的雷射或光穿過系統的某層，與另一層相互作用。此外，可採用真空將晶粒與晶圓膠帶脫離，可採用氣壓將晶粒推向支撐襯底，還可能包括晶圓膠帶與支撐襯底之間旋轉頭。在另一則實例中，可將超音波振動與壓力結合，使晶粒黏合在電路示蹤劑上。
與針收縮支撐件 230 類似，所述固定機構還可包括可佈置在雷射器 236 與支撐襯底 210 底面之間的支撐襯底支撐件 238。所述支撐件 238 可包括位於其底端的開口 240 和位於其上端的開口 242。例如，所述支撐件 238 可形成環形或空心圓柱。所述支撐件可進一步包括用於固定鏡頭（未顯示），協助對準雷射器的結構。所述雷射器 236 通過開口 240、242 發出的光到達支撐襯底 210。此外，所述支撐件 238 側壁上端可與支撐襯底 210 的底面直接接觸或緊鄰。由此，所述支撐件 238 有助於防止轉移操作期間針 226 的行程對支撐襯底 210 造成損壞。在一則實施例中，在轉移操作期間，所述支撐襯底 210 的底面與支撐件 238 對準的部分可與支撐件 238 接觸，從而對針 226 施壓的晶粒 220 進入運動提供阻力。此外，所述支撐件 238 可在垂直軸的方向上移動，以調節其高度，從而根據需要，升高或降低支撐件 238，包括支撐襯底 210 的高度。
除上述特徵之外，裝置 200 可進一步包括第一感應器 244，裝置 200 從第一感應器 244 接收晶圓膠帶 218 上的晶粒 220 之資訊。為了確定轉移操作中要使用哪個晶粒，所述晶圓膠帶 218 可包含條碼（未顯示），或是可讀取或能以其他方式偵測的其他識別字。所述識別字可透過第一感應器 244，向裝置 200 提供晶粒地圖資料。
如圖2A 和 2B 所示，所述第一感應器 244 可放置在轉移機構 206 附近（特別是針 226 附近），與轉移機構 206 間隔距離 d，距離 d 的範圍可約為 1-5 英寸，用於加強位置偵測的精度。在一則替代實施例中，第一感應器 244 可與針 226 的尖端相鄰佈置，以即時感應晶粒 220 的精確位置。在轉移過程中，所述晶圓膠帶 218 可能會隨著時間被穿透並/或進一步拉伸，這可能會改變之前繪製的晶粒 220 在晶圓膠帶 218 上的預期位置。由此，所述晶圓膠帶 218 的拉伸程度細微變化，會使被轉移晶粒 220 的對準發生嚴重錯誤。因此，可進行即時感應，協助進行準確晶粒定位。
在一則實施例中，所述第一感應器 244 可識別被感應晶粒 220 的精確位置和類型。該資訊可用於向晶圓膠帶輸送框架 222 提供指令，指示輸送晶圓膠帶 218 的精確目標位置，以執行轉移操作。感應器 244 可為多種類型的感應器的其中之一，或多種感應器類型的組合，以便更順利執行多種功能。感應器 244 可包括但不限於：雷射測距儀或光學感應器。例如，具有顯微攝像功能的高清晰度光學相機的一則非限制性範例。
此外，在一則實施例中，裝置 200 中還可包括第二感應器 246。所述第二感應器 246 可與支撐襯底 210 相對佈置，用於偵測電路示蹤劑 212 在支撐襯底 210 上的精確位置。隨後，該資訊可用於確定在轉移機構 206 與固定機構 208 之間對準支撐襯底 210 所需的任何位置調節量，使下一次轉移操作在電路示蹤劑 212 的正確位置進行。該資訊可進一步傳輸給裝置 200，以協助將支撐襯底 210 輸送至正確位置。同時，向晶圓膠帶輸送框架 222 傳輸指令。感應器 246 可採用各種感應器，包括光學感應器。例如，具有顯微攝像功能的高清晰度光學相機的一則非限制性範例。
如圖 2A 和 2B 進一步所示，所述第一感應器 244、第二感應器 246 和雷射器 236 可接地。在一則實施例中，所述第一感應器 244、第二感應器 246 和雷射器 236 可全部與同一地面 (G) 接地，或者可替代地，可與不同地面 (G) 接地。
根據第一和第二感應器 244、246 使用的感應器類型之不同，所述第一或第二感應器可進一步測試被轉移晶粒的功能。可替代地，可在裝置 200 的結構中加入額外測試感應器（未顯示），用於在將支撐襯底 210 從裝置 200 上取下前，對各個晶粒進行測試。
此外，在某些範例中，可在機器中實施多個獨立驅動針和/或雷射器，用於在指定時間轉移並固定多個晶粒。所述多個針和/或雷射器可在三度空間內獨立移動。多個晶粒的轉移可同步進行（多個針同時向下移動），或可同期但不一定同步進行（例如，一個針向下移動，另一個針同時向上移動，這種設置更能平衡部件，將振動最小化）。可協調多個針和/或雷射器的控制，避免多個部件之間發生碰撞。此外，在其他範例中，所述多個針和/或雷射器可設置在互相固定的位置。 針尖端輪廓範例
如上所述，圖 3 對針尖端 300 的輪廓形狀進行了說明，顯示了尖端 300 的輪廓形狀範例示意圖。在一則實施例中，所述尖端 300 可定義為針的端部，包括與錐形部分 304、拐角 306 和底端 308 鄰接的側壁 302，側壁 302 可在針相對側的橫向延伸。所述尖端 300 的具體尺寸和形狀，可根據轉移過程中的因素而有所變化。例如，被轉移晶粒 220 的尺寸，以及轉移操作的速度和衝擊力。例如，圖 3 中的針中心軸縱向方向與錐形部分 304 之間測量角度 θ 範圍可為約 10 至 15°；所述拐角 306 的半徑 r 範圍可為約 15 至 50+ 微米；所述底端 308 的寬度 w 範圍可為約 0 至 100+ 微米，其中 w 可小於或等於被轉移晶粒 220 的寬度；所述錐形部分 304 的高度 h 範圍可為約 1 至 2 mm，其中 h 可大於針在轉移操作行程中的移動距離；所述針 226 的直徑 d 可約為 1 mm。
亦可採用其他針尖端輪廓，根據轉移操作的各種相關因素，可具有不同優勢。例如，所述針尖端 300 可更鈍，以與晶粒的寬度匹配，或者更尖銳，以在晶圓膠帶的更小面積上施壓。在一則實施例中，所述轉移機構 206 可實施兩個或多個針。在這種實例中，所述兩個或多個針的針輪廓可基本相似，或相差很大。例如，所述轉移機構 206 可包括一或多個針 226，所述針 226 的針尖端輪廓如圖 3 所述和所示。所述轉移機構可進一步包括針尖端輪廓差別很大的一或多個針 226（即，比所示和所述的針尖端輪廓寬，或者比所示和所述的針尖端輪廓窄）。在一則實施例中，所述針輪廓可不包括任何錐形，使針 226 沿整個長度的寬度維持恒定。 針驅動性能曲線範例
圖 4 圖解了針驅動性能曲線的一則實施例。即，圖4 顯示了針尖端隨時間變化的相對於晶圓膠帶 218 的平面之高度，以此顯示了轉移操作期間行程圖案的一則範例。因此，圖 4 中的「0」位置可為晶圓膠帶 218 的上表面。進一步，由於針怠速時間和針就緒時間可能隨著程式設計過程或轉移第一個晶粒與到達要轉移的第二個晶粒之間時長的變化而異，行程圖案怠速和就緒階段顯示的虛線表示時間為近似時間，可能時長較長或較短。此外，應理解的是，顯示用於雷射器的實線是本文所述實施例的範例時間。然而，雷射器開啟和關閉時間的實際時長可能隨著構成電路的材料（例如，電路示蹤劑的材料選擇）、支撐襯底的類型、預期效果（預熔化電路示蹤劑、局部黏合、完全黏合等）、雷射器與黏合點（即，支撐襯底的上表面）之距離、被轉移晶粒的尺寸及雷射器的功率/強度/波長等而有所變化。由此，圖 4 所示輪廓的以下描述，可為針輪廓的一則範例實施例。
在一則實施例中，在進行轉移操作之前，完全收縮的針尖端可在晶圓膠帶的表面上方約 2000 µm 距離處維持怠速狀態。在可變的時間之後，所述針尖端可快速下降，在晶圓膠帶的表面上方約 750 µm 距離處靜止，保持就緒狀態。在就緒狀態下的另一段待定時間之後，所述針尖端可再次下降，與晶粒接觸並用晶粒將晶圓膠帶下壓到約 -1000 µm 高度處。可在該高度處，將晶粒轉移至支撐襯底上。雷射器橫截面上的起點處垂直點線，係指雷射器可在從就緒階段開始下降的時間與針尖端行程底部之間的某個時間點開啟。例如，所述雷射器可在下降路徑約 50% 位置處開啟。在一則實施例中，提早開啟雷射器（例如，在針開始下降之前開啟雷射器），電路示蹤劑可在與晶粒接觸之前軟化，從而形成更強的黏合點，或者附加地，可在這個時段內影響或製備晶圓。所述雷射器開啟的時長可持續約 20 ms（「毫秒」）。在行程的底部，雷射器已開啟，此階段可為晶粒與支撐襯底之間的黏合階段。該黏合階段可將電路示蹤劑與晶粒觸點黏合，在雷射器關閉後，能快速硬化。由此，可將晶粒黏合在支撐襯底上。所述黏合階段可持續約 30 ms。隨後，可將雷射器關閉，針可快速上升到就緒位置。相反地，可在針開始上升之前關閉雷射器，或在針尖端上升到就緒位置期間的某個時間點關閉雷射器。所述針尖端上升到就緒位置之後，針尖端的高度可能過大，透過浮力彈回到就緒位置的高度以下。一部分浮力可能由針尖端上升到就緒位置時的速度產生，但在針穿透晶圓膠帶並卡在其中之情況下，該速度和浮力可協助將針尖端從晶圓膠帶的表面收縮。
如圖4 所示，所述雷射器關閉的時間可長於雷射器開啟的時間。下降速度較慢，有助於防止損壞晶粒；如上所述，上升速度快，有助於更有效從晶圓膠帶上抽取針尖端。然而，如上所述，圖 4 所示的時間為近似時間，特別是怠速時長和就緒時長。因此，圖 4 的底邊上所分配數值僅供參考。不應從字面理解，除非另有說明。 支撐襯底範例
圖 5 圖解了已處理支撐襯底 500 的一則範例實施例。支撐襯底 502 可包括電路示蹤劑的第一部分 504A。被施加功率時，該部分可作為負極或正極電源端子。電路示蹤劑的第二部分 504B，可在電路示蹤劑的第一部分 504A 相鄰位置延伸。被施加功率時，可作為對應的正極或負極電源端子。
與上文所述的晶圓膠帶類似，為了確定輸送支撐襯底 502 的目標位置，以便執行轉移操作，所述支撐襯底 502 可具有條碼（未顯示），或是可讀取或能以其他方式偵測的識別字。所述識別字可向裝置提供電路示蹤劑資料。所述支撐襯底 502 可進一步包括資料點 506。資料點 506 可為視覺指示器，由支撐襯底感應器（例如，圖 2 所示的第二感應器 246）進行感應，用於定位電路示蹤劑的第一和第二部分 504A、504B。一旦感應到資料點 506，可根據預程式設計資訊，確定所述電路示蹤劑第一和第二部分 504A、504B 的形狀，以及相對於資料點 506 的相對位置。利用感應資訊和預程式設計資訊，所述支撐襯底輸送機構可將支撐襯底 502 輸送至正確的對準位置，以進行轉移操作。
附加地，如圖 5 所示，所述晶粒 508 跨在電路示蹤劑的第一和第二部分 504A、504B 之間。如此一來，在轉移操作期間，所述晶粒 508 的電接觸端子（未顯示）可黏合在支撐襯底 502 上。由此，可在電路示蹤劑的第一和第二部分 504A、504B 之間施加功率，從而為晶粒 508 供電。例如，所述晶粒可為從晶圓膠帶直接轉移至支撐襯底 502 上的電路示蹤劑上的未封裝 LED。之後，可對支撐襯底 502 進行處理，以完成支撐襯底 502，將其用於電路或其他最終產品。進一步，可採用相同的或其他轉移方式增加其他電路部件，以構成完整電路。所述電路部件可包括控制邏輯，所述控制邏輯用於以靜態或可程式設計或自我調整方式，將 LED 作為一或多個組進行控制。 直接轉移系統簡化範例
圖 6 圖解了直接轉移系統 600 的一則實施例之一則簡化範例。所述轉移系統 600 可包括個人電腦 (PC) 602（或伺服器、資料輸入設備、用戶介面等）、資料庫 604、晶圓膠帶機構 606、支撐襯底機構 608、轉移機構 610 和固定機構 612。由於上文已對所述晶圓膠帶機構 606、支撐襯底機構 608、轉移機構 610 和固定機構 612 進行了詳細說明，這裡不再重複這些機構的具體細節。然而，對於所述晶圓膠帶機構 606、支撐襯底機構 608、轉移機構 610 和固定機構 612 如何與 PC 602 和資料庫 604 之間互動產生關聯，下文進行了簡要說明。
在一則實施例中，所述 PC 602 與資料庫 604 通訊，用於接收轉移過程中有用的資訊和資料。在轉移過程中，利用轉移機構 610，將晶粒從晶圓膠帶機構 606 中的晶圓膠帶直接轉移至支撐襯底機構 608 中的支撐襯底上。然後，可透過啟動位於固定機構 612 中的雷射器或其他能量發射裝置，將晶粒固定在支撐襯底上。PC 602 還可作為資料接收器、編譯器、管理器和控制器，所述資料傳輸到或傳輸自晶圓膠帶機構 606、支撐襯底機構 608、轉移機構 610 和固定機構 612 中的每個機構。PC 602 可進一步接收轉移系統 600 的用戶所發出定向資訊。
應注意的是，圖6 顯示了與晶圓膠帶機構 606 和支撐襯底機構 608 相鄰的定向運動能力箭頭，這些箭頭僅表示大體移動方向。然而，晶圓膠帶機構 606 和支撐襯底機構 608 亦可在其他方向上移動，包括（例如）平面旋轉、俯仰、滾動和偏轉。
下文參照圖 7 對轉移系統 600 的部件互動之額外細節進行了說明。 直接轉移系統詳細範例
轉移系統 700 的各個元件之間通訊路徑之示意圖，如下所述。
直接轉移系統可包括個人電腦 (PC) 702（或伺服器、資料輸入設備、用戶介面等），所述 PC 702 可從資料庫 704 接收通訊資訊，並向其提供通訊資訊。所述 PC 702 可進一步與第一單元管理器 706（顯示為「單元管理器 1」）和第二單元管理器 708（顯示為「單元管理器 2」）通訊。因此，所述 PC 702 可在第一單元管理器 706 與第二單元管理器 708 之間控制並同步指令。
PC 702 可包括處理器和存儲元件，所述處理器和存儲元件可執行指令，以執行第一和第二單元管理器 706、708 及資料庫 704 的各種功能。在一則實施例中，PC 702 可包括專案管理器 710 和針輪廓定義程式 712。
專案管理器 710 可從第一和第二單元管理器 706、708 及資料庫 704 接收輸入資訊，以組織直接轉移過程，並確保支撐襯底與晶圓膠帶及其上面的晶粒之間定位和對準順利進行。
針輪廓定義程式 712 可包含針行程性能曲線的資料，可根據已安裝的晶圓膠帶上的特定晶粒和支撐襯底上的電路示蹤劑的圖案，向轉移機構指示預期針行程性能。下文對所述針輪廓定義程式 712 的額外細節進行了進一步說明。
對於資料庫 704，資料庫 704 可包括包含晶粒地圖 714 等資料的記憶體。所述晶粒地圖 714，可為晶圓膠帶機構中安裝的晶圓膠帶之特有晶粒地圖。如上所述，晶粒地圖可描述晶圓膠帶上的每個晶粒相對位置及其品質，從而提供特定晶粒位置的預組織描述。進一步，資料庫 704 還可包括包含電路 CAD 檔 716 的記憶體。電路 CAD 檔 716 可包含已安裝的支撐襯底上的電路示蹤劑具體圖案資料。
專案管理器 710 可從資料庫 704 接收晶粒地圖 714 和電路 CAD 檔 716，並可將各個資訊分別傳輸給第一和第二單元管理器 706、708。
在一則實施例中，所述第一單元管理器 706 可使用資料庫 704 透過晶粒管理器 718 傳送的晶粒地圖 714。更特別地，晶粒管理器 718 可將晶粒地圖 714 與感應器管理器 720 接收的資訊相比較，並根據比較結果，向運動管理器 722 提供關於特定晶粒位置的指令。感應器管理器 720 可接收從晶粒偵測器724 傳送的晶圓膠帶上的晶粒實際位置相關資料。感應器管理器 720 還可指示晶粒偵測器 724，根據晶粒地圖 714 尋找特定位置的特定晶粒。所述晶粒偵測器 724 可包括感應器。例如，圖 2A 和 2B 中的第二感應器 244。根據接收的晶圓膠帶上的晶粒實際位置資料（位移的確認或更新），所述運動管理器 722 可指示第一機器人 726（顯示為「機器人 1」），將晶圓膠帶輸送至與轉移機構的針對準的位置。
到達指示位置時，所述第一機器人 726 可將其移動完成資訊傳輸給針控制板管理器 728。附加地，所述針控制板管理器 728 可直接與 PC 702 通訊，協助進行轉移操作。進行轉移操作時，所述 PC 702 可指示針控制板管理器 728 啟動針促動器/針 730，從而使針按照針輪廓定義程式 712 中載入的針輪廓執行行程。所述針控制板管理器 728 還可啟動雷射控制器/雷射器 732，在針透過晶圓膠帶對晶粒施壓時，使雷射器向支撐襯底發出光束，以進行轉移操作。如上所述，所述雷射控制器/雷射器 732 的啟動，可在針行程之前、期間進行，或與其同時進行，或在其開始之後進行，或在其完全完成之後進行。
由此，所述第一單元管理器 706 可經歷多個狀態，包括：確定指示第一機器人 726 前往哪個位置；指示第一機器人 726 前往確定的位置；啟動針；啟動固定裝置；復位。
進行轉移操作之前，所述專案管理器 710 可將電路 CAD 檔 716 的資料傳輸給第二單元管理器 708。所述第二單元管理器 708 可包括感應器管理器 734 和運動管理器 736。利用電路 CAD 檔 716，所述感應器管理器 734 可指示襯底對準感應器 738 找到支撐襯底上的資料點，從而根據上面的電路示蹤劑位置偵測並定位支撐襯底。所述感應器管理器 734 可接收支撐襯底上的電路示蹤劑圖案之確認資訊或更新位置資訊。所述感應器管理器 734 可與運動管理器 736 協作，向第二機器人 740（顯示為「機器人 2」）提供將支撐襯底輸送至對準位置（即，轉移固定位置）的指令，以進行轉移操作。因此，所述電路 CAD 檔 716 可協助專案管理器 710 將支撐襯底與晶圓膠帶對準，以將晶粒準確轉移至支撐襯底上的電路示蹤劑上。
由此，所述第二單元管理器 708 可經歷多個狀態，包括：確定指示第二機器人 740 前往哪個位置；指示第二機器人 740 前往確定的位置；復位。
應理解的是，所述轉移系統 700 各個部件的全部或部分部件之間，可採用附加和可替代的通訊路徑。 直接轉移方法範例
圖 8 圖解了進行直接轉移過程的方法 800，將一或多個晶粒從晶圓膠帶直接轉移至支撐襯底上。本文所述方法 800 的步驟可不採用任何特定順序，可按達到預期產品狀態的任何適當順序進行。所述方法 800 可包括將轉移過程資料載入至 PC 和/或資料庫 802 中的步驟。所述轉移過程資料可包括晶粒地圖資料、電路 CAD 檔資料和針輪廓資料等資料。
方法 800 還可包括將晶圓膠帶裝到晶圓膠帶輸送機構 804 中的步驟。將晶圓膠帶裝到晶圓膠帶輸送機構中的步驟，可包括：控制晶圓膠帶輸送機構移動至負載位置，亦稱為抽取位置。所述晶圓膠帶可固定在晶圓膠帶輸送機構中的負載位置。安裝晶圓膠帶時，可將半導體晶粒向下朝向支撐襯底輸送機構。
所述方法 800 可進一步包括以下步驟：製備支撐襯底，以將其裝到支撐襯底輸送機構 806 中。製備支撐襯底的步驟可包括以下步驟：根據載入至 PC 或資料庫中的 CAD 檔之圖案，將電路示蹤劑絲網列印到支撐襯底上。附加地，可將資料點列印到電路襯底上，以協助進行轉移過程。可控制晶圓膠帶輸送機構移動至負載位置，亦稱為抽取位置。可在此處，將支撐襯底裝到支撐襯底輸送機構中。安裝支撐襯底時，可將電路示蹤劑朝向晶圓上的晶粒。在一則實施例中，例如，可由輸送機（未顯示）或其他自動機構（例如以組裝線的形式）將支撐襯底輸送並放置到負載位置。可替代地，所述支撐襯底可由操作員手動安裝。
一旦將支撐襯底正確安裝到晶圓膠帶中的支撐襯底輸送機構中，可透過 PC 執行程式，控制晶粒從晶圓膠帶到支撐襯底的電路示蹤劑直接轉移過程，以進行直接轉移操作 808。下文對直接轉移操作的細節進行了說明。 直接轉移操作方法範例
圖 9 圖解了將晶粒從晶圓膠帶（或固定晶粒的其他襯底，為了簡化圖 9 的說明，亦稱為「晶粒襯底」）直接轉移至支撐襯底上的操作之方法 900。本文所述方法 900 的步驟可不採用任何特定順序，可按達到預期產品狀態的任何適當順序進行。
為了確定在支撐襯底上放置哪個晶粒，以及將晶粒放在支撐襯底上的哪個位置，所述 PC 可接收支撐襯底的標記和包含待轉移晶粒的晶粒襯底標記之輸入資訊 902。該輸入資訊可由用戶手動輸入，或者 PC 可向分別控制支撐襯底對準感應器和晶粒偵測器的單元管理器傳送請求。所述請求可指示感應器掃描已安裝襯底上的識別標記，例如條碼或 QR 代碼；且/或所述請求可指示偵測器掃描已安裝晶粒襯底上的識別標記，例如條碼或 QR 代碼。
利用支撐襯底的識別輸入資訊，所述 PC 可查詢資料庫或其他記憶體，以匹配支撐襯底和晶粒襯底的各個識別標記，並檢索相關聯的資料檔案 904。特別地，所述 PC 可檢索與支撐襯底關聯的，描述支撐襯底上的電路示蹤劑圖案之電路 CAD 檔。所述電路 CAD 檔可進一步包含要轉移至電路示蹤劑上的晶粒數量、相對位置和各個品質要求等資料。相似地，所述 PC 可檢索與晶粒襯底關聯的，提供晶粒襯底上的特定晶粒相對位置圖之晶粒地圖資料檔案。
在向支撐襯底轉移晶粒的過程中，所述 PC 可確定所述支撐襯底和晶粒襯底相對於轉移機構和固定機構的初始方位。在步驟 906 中，所述 PC 可指示襯底對準感應器定位支撐襯底上的資料點。如上所述，所述資料點可作為確定支撐襯底上的電路示蹤劑相對位置和方位之參考標記。進一步，所述 PC 可指示晶粒偵測器定位晶粒襯底上的一或多個參考點，以確定晶粒的輪廓。
一旦確定了支撐襯底和晶粒襯底的初始方位，所述 PC 可指示支撐襯底和晶粒襯底輸送機構，使其分別將支撐襯底和晶粒襯底定位到與轉移機構和固定機構對準的位置。
所述對準步驟 908 可包括：確定電路示蹤劑上放置待轉移晶粒的部分之位置 910，以及與轉移固定位置相對的部分之位置 912。所述轉移固定位置可為轉移機構與固定機構之間對準點。根據步驟 910 和 912 中確定的資料，所述 PC 可指示支撐襯底輸送機構輸送支撐襯底，以將電路示蹤劑上放置待轉移晶粒的部分與轉移固定位置對準 914。
所述對準步驟 908 可進一步包括：確定轉移晶粒襯底上的哪個晶粒 916，以及晶粒與轉移固定位置相對的位置 918。根據步驟 916 和 918 中確定的資料，所述 PC 可指示晶圓膠帶輸送機構輸送晶粒襯底，以將待轉移晶粒與轉移固定位置對準 920。
一旦要從晶粒襯底轉移的晶粒和要放置待轉移晶粒的電路示蹤劑的部分與轉移機構和固定機構對準，可啟動所述針和固定裝置（例如雷射器）922，以將晶粒從晶粒襯底轉移至支撐襯底。
轉移晶粒之後，所述 PC 可確定是否要轉移額外的晶粒 924。如果要轉移另一個晶粒，所述 PC 可回到步驟 908，重新將產品與晶粒襯底對準，以進行後續轉移操作。如果不轉移另一個晶粒，所述轉移過程結束 926。 直接轉移輸送/組裝線系統範例
在參照圖 10 所述的一則實施例中，上述直接轉移裝置的多個部件，它們可在輸送/組裝線系統 1000（下文稱為「輸送系統」）中實施。特別地，圖2A 和 2B 顯示了支撐襯底輸送框架 214 固定的和支撐襯底固定框架 216 張緊的支撐襯底 210。作為裝置 200 中所示的替代方案（係通過電機、軌道和齒輪組成的系統，將支撐襯底輸送框架 214 固定在限定區域內），圖 10 圖解了通過輸送系統 1000 輸送的支撐襯底輸送框架 214，其中支撐襯底經過組裝線形式的過程。作為被輸送支撐襯底接受的操作之間實際輸送方案，所述輸送系統 1000 可包括一系列軌道、滾輪和皮帶 1002 和/或其他搬運裝置。它可用於按順序輸送多個支撐襯底輸送框架 214，每個支撐襯底輸送框架上固定一個支撐襯底。
在一則實施例中，所述輸送系統 1000 的操作站可包括一或多個列印站 1004。空支撐襯底輸送至列印站 1004 時，可將電路示蹤劑列印在上面。如果有多個列印站 1004，所述多個列印站 1004 可按順序佈置，可分別用於執行一或多個列印操作，以形成完整電路示蹤劑。
附加地，在所述輸送系統 1000 中，所述支撐襯底輸送框架 214 可輸送至一或多個晶粒轉移站 1006 上。如果有多個晶粒轉移站 1006，所述多個晶粒轉移站 1006 可按順序佈置，可分別用於執行一或多個晶粒轉移操作。在轉移站上，可利用本文所述的一或多則直接轉移裝置實施例，透過轉移操作，將一或多個晶粒轉移並固定在支撐襯底上。例如，每個轉移站 1006 可包括晶圓膠帶輸送機構、轉移機構和固定機構。在一則實施例中，可預先將電路示蹤劑製備在支撐襯底上。因此，可直接將支撐襯底輸送至一或多個轉移站 1006。
在所述轉移站 1006 中，所述晶圓膠帶輸送機構、轉移機構和固定機構可在進入轉移站時，與輸送的支撐襯底輸送框架 214 對準。在這種情況下，通過輸送系統 1000 輸送多個支撐襯底時，所述轉移站 1006 的部件可在每個支撐襯底上的相同相對位置，執行一致的轉移操作。
此外，所述輸送系統 1000 可進一步包括一或多個修整站 1008，支撐襯底可輸送至修整站 1008 執行最終處理。所述最終處理的類型、量和時長，視產品的功能和製造產品所採用的材料特性而定。例如，所述支撐襯底可在修整站 1008 接受額外固化，對其提供保護塗層、附加部件等。 直接轉移裝置的第二範例實施例
在直接轉移裝置的另一則實施例中，如圖 11A 和 11B 所示，可形成「燈串」。裝置 1100 的許多功能可與圖 2A 和 2B 的裝置 200 之功能基本相似。不過，圖 11A 和 11B 所示的支撐襯底輸送機構 1102，它可用於輸送與支撐襯底 210 不同的支撐襯底 1104。特別地，在圖2A 和 2B 中，所述支撐襯底輸送機構 202 包括支撐襯底輸送框架 214 和張緊框架 216。所述張緊框架 216 在張力下，可固定片狀支撐襯底 218。然而，在圖 11A 和 11B 的實施例中，所述支撐襯底輸送機構 1102 可包括支撐襯底捲繞系統。
所述支撐襯底捲繞系統，可包括用「串狀電路」纏繞的一或兩個電路示蹤劑卷軸 1106。所述串狀電路可包括一對相鄰纏繞的導線，作為支撐襯底 1104。在僅有一個卷軸的實例中，所述卷軸 1106 可位於轉移位置的第一側，所述一對導線 (1104) 可纏繞在單一卷軸 1106 上。可替代地，轉移位置的第一側可有兩個電路示蹤劑卷軸 1106。每個卷軸 1106 包含一股串狀電路，不同的股彙集在一起，經過轉移位置。
無論採用一個卷軸 1106，亦或兩個卷軸 1106，在每種情況下，構成串狀電路的晶粒轉移過程都能基本相似。特別地，所述支撐襯底 1104 的導線可從卷軸 1106 通過轉移位置，送到修整裝置 1108 中。在一則實施例中，所述修整裝置 1108 可為：塗層裝置，用於容納（例如）半透明或透明塑膠製成的保護塗層；或固化裝置，可完成串狀電路的固化，作為產品最終處理的一部分。附加地，或者可替代地，可將所述串狀電路送到另一個卷軸上，可在最終處理串狀電路之前，將串狀電路纏繞在所述卷軸上。經過轉移位置拉動支撐襯底 1104 的導線時，可啟動所述轉移機構 206，執行將晶粒 220 轉移至支撐襯底 1104 導線上的針行程（如上文所述），以便將晶粒 220 的電接觸端子分別放置在相鄰導線上。並可啟動固定機構 208，將晶粒 220 固定到位。
此外，裝置 1100 可包括張力輥 1110，支撐襯底 1104 的導線可支撐在張力輥 1110 上，進一步用其張緊。因此，所述張力輥 1110 有助於維持行程的串狀電路中的張力，以提高晶粒轉移精度。
如圖 11B 所示，晶粒 220 已轉移至支撐襯底 1104 的導線上，從而（在一定程度上）將支撐襯底 1104 的導線合併在一起，形成串狀電路。 直接轉移裝置的第三範例實施例
在直接轉移裝置的一則附加實施例中，如圖 12 所示，裝置 1200 可包括晶圓膠帶輸送機構 1202。特別地，所述晶圓膠帶輸送機構 1202 代替圖 2A 和 2B 中的晶圓膠帶輸送框架 222 和晶圓膠帶固定框架 224，可包括一或多個卷軸 1204 組成的系統，用於通過裝置 1200 的轉移位置輸送晶粒 220，將晶粒轉移至單一襯底上。特別地，每個卷軸 1204 可包括形成狹窄、連續細長條形狀的晶粒襯底 1206，晶粒 220 沿細長條的長度連續黏貼。
在使用單一卷軸 1204 之情況下，轉移操作可包括：利用電機、軌道和齒輪，透過基本如上文所述的支撐襯底輸送機構 202 輸送支撐襯底 210。然而，所述晶圓膠帶輸送機構 1202 可包括基本為靜態的機構。即，通過從卷軸 1204 上展開晶粒襯底 1206，通過轉移位置連續饋送晶粒 220 時，所述卷軸 1204 本身可維持在固定位置。在一則實施例中，為了獲得穩定性，可透過張力輥 1208 和/或張力卷軸 1210，維持所述襯底 1206 的張力。所述張力卷軸 1210，它可佈置在裝置 1200 上與卷軸 1204 相反的一側。轉移晶粒之後，所述張力卷軸 1210 可將晶粒襯底 1206 卷起。可替代地，可透過任何其他適當的固定晶粒襯底 1206 之方式維持張力，以便在每次轉移操作之後，協助使其通過轉移位置，使晶粒 220 迴圈通過。
在使用多個卷軸 1204 的一則實施例中，每個卷軸 1204 可與其他卷軸 1204 相鄰佈置。每個卷軸 1204 可與特定轉移機構 206 和特定固定機構 208 配對。這種情況下，每組轉移機構和固定機構可與支撐襯底 210 相對佈置。因此，可將多個晶粒同時放置在同一個支撐襯底 210 上的多個位置。例如，在一則實施例中，各個轉移位置（即，轉移機構與對應固定機構之間的對準位置）可在一條線上、偏移或交錯，以適應各種電路示蹤劑圖案。
無論採用一個卷軸 1204 還是多個卷軸 1204，晶粒轉移操作皆可與上文中的裝置 200 的第一範例實施例的轉移操作相似。例如，可透過上文所述相同的方式（透過支撐襯底輸送機構 202），將支撐襯底 210 輸送至轉移位置（晶粒固定位置）。所述轉移機構 206 可執行針行程，將晶粒 220 從晶粒襯底 1206 轉移至支撐襯底 210 上。並可啟動所述固定機構 208，將晶粒 220 固定到支撐襯底 210 上。
應注意的是，在有多個卷軸 1204 的實施例中，電路示蹤劑的圖案可佈置為無需同時啟動每個轉移機構的形式。由此，將支撐襯底輸送至各個轉移位置時，可間歇性啟動多個轉移機構。 直接轉移裝置的第四範例實施例
圖 13 顯示了直接轉移裝置 1300 的一則實施例。如圖2A 和 2B 所示，所述支撐襯底輸送機構 202 可與晶圓膠帶輸送機構 204 相鄰佈置。然而，所述輸送機構 202、204 之間存在空間，轉移機構 1302 可佈置在所述空間中，用於將晶粒 220 從晶圓膠帶 218 轉移至支撐襯底 210 上。
所述轉移機構 1302 可包括夾頭 1304。所述夾頭 1304 一次可從晶圓膠帶 218 上拾取一或多個晶粒 220，並繞貫穿臂 1306 的軸 A 旋轉。例如，如圖 13 所示，所述晶圓膠帶 218 朝向支撐襯底 210，使夾頭 1304 可繞晶圓膠帶 218 的晶粒承載表面與支撐襯底 210 的轉移表面之間樞軸點 1308（參見樞軸的方向箭頭）旋轉 180 度。即，所述夾頭 1304 的延伸方向，它會在與晶圓膠帶 218 和支撐襯底 210 的轉移表面或平面正交的平面上旋轉。可替代地，在某些實施例中，所述夾頭的臂結構可在兩個平行表面之間旋轉，夾頭臂可沿平行平面旋轉。因此，朝向晶圓膠帶 218 時，所述夾頭 1304 可拾取晶粒 220。然後，立即旋轉到支撐襯底 210 的表面上，以與固定機構 208 對準。隨後，所述夾頭 1304 釋放晶粒 220，將晶粒 220 轉移並固定在支撐襯底 210 上的電路示蹤劑 212 上。
在一則實施例中，所述轉移機構 1302 可包括從臂開始在不同方向延伸的兩個或多個夾頭（未顯示）。在這種實施例中，所述夾頭可在旋轉 360 度的路徑中標記有夾頭停止位置。每次拾取和轉移晶粒時，夾頭會經過晶圓膠帶 218。
附加地，所述一或多個夾頭 1304 可利用夾頭 1304 施加的正負真空壓力，從晶圓膠帶上拾取並釋放晶粒 220。 具有微調元件的直接轉移裝置之第一範例實施例
圖 14 圖解了直接轉移裝置 1400 的一則實施例。在所示實施例中，微調機構 1402 附著在晶圓膠帶輸送機構 1404 上，可有助於將半導體器件晶粒 220 從晶圓膠帶 218 直接轉移至支撐襯底 210 上。所述轉移裝置 1400 的許多特徵，可與圖 2A 和 2B 所示裝置 200 的特徵基本相似。但下文參照圖 14-18 對某些區別之處進行了說明，包括採用微調機構 1402，用於在晶粒轉移過程中，對晶圓膠帶 218 和晶粒 220 的方向和/或位置進行微調（例如，5 微米至 50 微米，或 1 微米至 1000 微米，或 0.5 微米至 5000 微米等）。
概括而言，所述轉移裝置 1400 可包括支撐襯底輸送機構 202（如圖 2A 和 2B 所示），以及晶圓膠帶輸送機構 1404。由於，所述晶圓膠帶輸送機構 1404 包括晶圓膠帶輸送框架 1406 和晶圓膠帶固定框架 1408，其功能與晶圓膠帶輸送機構 204 基本相似。由於，支撐襯底輸送機構 202 和晶圓膠帶輸送機構 1404 一般會在連續晶粒轉移位置之間進行較大移動（相對於微移動），它在本文中可作為提供「粗略移動」的機構。然而，如上所述，圖 14 實施例中的晶圓膠帶輸送機構 1404 包括微調機構 1402，具體如下文所述。提供粗略移動的機構仍可用於根據需要，以較小級別（包括微距離）在轉移位置之間調節。但我們認為，粗略移動機構更適用於進行較大的宏移動（例如，~1-2 mm 或以上）。因此，將微調機構與粗略移動輸送機構相結合，可適用於多種情況。例如，所述粗略移動輸送機構超過轉移位置，未到轉移位置，或由於粗略移動後停止，而在轉移位置附近振動，造成輕微偏離轉移對準位置時，除粗略移動之外，還可進行微調。
所述微調機構 1402 及單元管理器 706（圖 7）可進行即時微調，在晶粒轉移過程中，將支撐襯底 210 和晶粒 220 對準並/或更精確地對準。在一則實施例中，所述轉移裝置 1400 可出於不同目的進行微調，包括：停止部件移動後對振動進行補償，和/或加快後續晶粒轉移操作之前，輸送機構 202、1404 的運動速度減慢（而非在每次轉移操作之後完全停止）的整體晶粒轉移操作。
例如在某個方面，對於晶圓膠帶輸送框架 1406 開始和/或停止輸送產生的振動所造成的位置錯誤，所述微調機構 1402 會進行校正。晶粒轉移速率的範圍可為約每秒放置 6-450 個晶粒或以上。一般來說，轉移速率增加時，所述輸送裝置的機械複雜度和重量也會增加。品質移動速度的增加和轉移速率的增加，會一起加劇這些質量快速加速後突然停止時所產生的系統部件振動。消除振動所需的穩定時間，可降低晶粒轉移期間的時間效率。在一則實施例中，所述晶圓膠帶固定框架 1408 的微調，可透過抵消影響晶粒相對位置的振動來提高系統效率，從而縮短或消除晶圓膠帶輸送機構 1404 的穩定時間。
在一則實施例中，可透過微調，將晶圓膠帶輸送機構 1404 持續維持運動狀態。在晶圓膠帶固定框架 1408 仍處於運動狀態時，將晶粒 220 轉移至支撐襯底 210 上。這麼做，晶圓膠帶輸送機構 1404 從某個轉移位置向下一個轉移位置移動時，即可無需反覆啟動和停止，從而提高系統效率。
關於所述裝置的結構，圖 15 A 顯示了根據一則實施例，微調機構 1500 之等距視圖。所述微調機構 1500 可包括：促動器 1502；促動器法蘭 1504，具有與促動器 1502 相對固定的支撐臂 1504A；晶圓支撐塊 1506，上面固定有用於固定晶圓膠帶 218 的晶圓膠帶固定框架 1408；以及將晶圓支撐塊 1506 與促動器法蘭 1504 連接的一或多個彈簧件 1508。在未顯示的一則實施例中，所述促動器法蘭 1504 可與晶圓膠帶固定框架 1408 直接或間接連接。所述微調機構 1500 可牢固地緊固在晶圓膠帶輸送框架 1406 上（如圖 14 所示），使微調機構 1500 與晶圓膠帶輸送框架 1406 一起移動，對晶圓膠帶 218 的位置進行小幅獨立調節。
根據一則實施例，所述促動器 1502 可包括細長杆，所述細長杆可用促動器支架組件 1510 安裝在促動器法蘭 1504 上。所述促動器支架元件 1510 可包括一或多個緊固件。例如，內六角螺釘、閂鎖、夾子、焊縫等。所述微調機構 1500 可包括位於促動器法蘭 1504 中的多個通孔 1512，用於透過適當緊固件（未顯示），將微調機構 1500 附著在晶圓膠帶輸送框架 1406 上。
所述促動器 1502 佈置在促動器法蘭 1504 上。組裝後，促動器 1502 的本體可在單方向上相對於促動器法蘭 1504 的表面滑動。然而，所述促動器 1502 與促動器法蘭 1504 的間隔和延伸方向維持相對固定。應理解的是，圖中顯示所述促動器 1502 是透過促動器支架元件 1510，用內六角螺釘擰在促動器法蘭 1504 上的圓柱形本體。然而，促動器 1502 可為圖 15 A 所示的圓柱形之外其他多種形狀，能以任何形式緊固在促動器法蘭 1504 上，使促動器法蘭 1504 和促動器 1502 作為一個整體單元而運行。
所述促動器 1502 可為壓電促動器。壓電促動器（亦稱為壓電換能器、轉換器等），可將電能轉換成直線運動。可替代地，所述促動器 1502 可包括除壓電促動器之外的運動控制促動器，可用於進行快速精確移動。範例替代促動器包括有滾珠絲杆、音圈等的直線電機、伺服電機或步進電機。利用（例如）壓電促動器之情況下，透過佈置，在促動器 1502 第二端的電連接器 1514 施加訊號激勵訊號時，所述促動器 1502 可在促動器 1502 與晶圓支撐塊 1506 接觸的第一端施加相對較大的推力（例如，1000+ N）。
所述促動器 1502 可透過電連接器 1514 與一或多個系統控制器連接。如上文參照圖 7 所述，可使用多個系統控制機構控制促動器 1502。所述系統控制器可根據激勵訊號控制促動器 1502 的運行方面，包括促動器 1502 的第一端行程距離。範例控制系統可為（例如）感應器管理器 720、運動管理器 722、感應器管理器 734 和/或運動管理器 736，如圖 7 所示。
機電控制系統領域的技術人員應理解的是，可透過與一或多個訊號放大器連接的單通道或多通道控制系統，對促動器的回應進行常規控制。根據一則實施例，所述促動器 1502 可控制，使促動器 1502 受到驅動時，其第一端移動晶圓膠帶固定框架 1408 和晶圓膠帶 218 的位置。所述晶圓膠帶固定框架 1408 可透過一或多個彈簧件 1508（一則實施例中具有彈簧件）相對於促動器法蘭 1504 而移動。可替代地，利用可在一個以上的方向輸出力的其他運動控制促動器，所述晶圓膠帶固定框架 1408 不使用彈簧件即可移動。這是因為，促動器本身能在返回方向移動。此外，所述促動器 1502 可佈置在系統結構中與圖示位置不同的位置。即，所述促動器 1502 相對於粗略移動輸送機構和被微調的襯底或轉移機構的位置可不同。例如，所述促動器 1502 可與微調件（即，位置被調節的部件，粗調輸送機構或轉移機構或其組合）處於一個平面內，堆疊在粗略移動輸送機構與微調件等之間。 一旦所述晶圓膠帶固定框架 1408、晶圓膠帶 218 和晶粒 220 統一位移到預期位置（即，到達對準位置），所述轉移機構 206（圖 14）可在極高的時間和位置準確度下，將晶粒 220 移動至支撐襯底 210 上。所述晶粒位於預定的預期位置時，實際位置處於預定錯誤範圍內（即，位置的準確度處於預定容限範圍內），對準位置較為精確。預定容限範圍的一則範例可為 10-50 微米。亦可採用其他容限。
如上所述，在一則實施例中，所述彈簧件 1508 將晶圓支撐塊 1506 和促動器法蘭 1504 連接，使促動器 1502 的第一端可施加驅動力（如箭頭 1502A 所示，表示力的方向）。驅動力 1502A 對晶圓支撐塊 1506 進行位移，將晶圓膠帶固定框架 1408 沿驅動軸（如圖 15A 中的 X 軸所示），從第一（靜止）位置位移到第二位置。所述位移是第一位置與促動器法蘭 1504 的預定距離。所述彈簧件 1508 可輕微變形，沿驅動力 1502A 的軸移動晶圓支撐塊 1506，從而使晶圓膠帶固定框架 1408 產生位移。例如，本文使用的晶圓膠帶之位移範圍，可為約 5 微米至約 200 微米。施加驅動力 1502A 之後，可恢復彈簧件 1508 的力，從而施加回程力（如箭頭 1508A 所示，表示力的方向）。因此，如果促動器 1502 的第一端尚未透過其他方式回到靜止位置，將被強制回到相對於促動器法蘭 1504 靜止的位置。因此，所述彈簧件可起返回件的作用。
所述促動器法蘭 1504（特別是彈簧件 1508），可由具有適當彈性力學特性的適當材料構成。所述特性視具體的彈簧設計而定。例如，在所示實施例中，適當材料的範例包括合金鋼、碳鋼、鈷鎳、銅基合金、鎳基合金、鈦合金、鋁等。附加地，且/或可替代地，亦可使用塑膠和其他合成材料。應理解的是，所述微調機構 1500的幾何形狀及其構成材料可不同，並不限於本文所述的幾何形狀和構成材料。
根據一則實施例，所述促動器法蘭 1504 和彈簧件 1508（或其部分）可用同一塊材料製成，從而形成整體。在其他方面，可將其製成單獨部件並緊固在一起（例如，透過焊接或其他緊固技術），形成整體（一體）微調機構 1500。例如，用同一塊材料製成時，可去除促動器法蘭 1504 的一部分（例如，透過機加工、放電加工 (EDM) 等），形成多個彈簧件 1508（去除的部分，如圖 15A 中的旋渦狀腔體所示）。圖 15A-17 將彈簧件 1508 顯示為拱形彈簧臂，但彈簧件 1508 亦可採用適用於在取消驅動力 1502A 之後，將晶圓膠帶固定框架 1408 返回到第一（靜止）位置的另一種形式或形狀。例如，螺旋彈簧。
壓電促動器的一個可能優勢在於，促動器 1502 的驅動力能以可變形式控制，並且存在推力。驅動強度結合驅動速度和精度，可精確地確定調節量，從而定位待轉移晶粒。另一個優勢在於，驅動速度和精度能提供抵消振動的微調。例如，在抵消振動力方面，所述微調機構 1500 可如圖所示配有單一促動器 1502，以協助系統抵消突然減速（即，停止）後，支撐襯底輸送框架 214 所產生的快速品質減速度。無論停止之前，在哪個方向移動。換言之，驅動促動器抵消與微調機構 1500 連接的晶圓膠帶輸送機構 1404 在快速停止所產生的振動時，微調機構 1500 和晶圓膠帶輸送機構 1404 在停止之前的移動方向，不會影響促動器 1502 的驅動方向。可用單一促動器抵消停止時產生的至少某些振動。
壓電促動器可透過推力（例如，在一個方向施加線性力）提供微調，但可能無法提供相等的拉力（例如，在相反方向施加線性力）。例如，在系統有兩個方向的移動能力之情況下（例如，沿 X 軸的正向和沿 X 軸的反向），採用單向驅動進行精確驅動（例如，位置調節）時，可能存在物理限制。由此，所述促動器 1502 採用壓電促動器時。有利的是，可提供用於在一個以上方向驅動的微調機構（本文參照圖 16 和 17 提供進一步說明）。
圖 15B 圖解了根據本申請的一則實施例，大致沿圖 15A 所示的線 XVB-XVB 截取的晶圓膠帶輸送機構 1404 （包括微調機構 1500）之斷面示意圖。如圖所示，所述針 226 和針收縮支撐件 230 用於對晶圓膠帶輸送機構 1404 進行定位。具體而言，圖 15A 顯示了方向與圖 15B 上下顛倒的微調組件 1500。如圖15B 所述，晶圓膠帶固定框架 1408 用於固定晶圓膠帶 218，所述微調組件 1500 可對晶圓膠帶 218 的位置進行微調。所述晶圓膠帶輸送框架 1406 與促動器法蘭 1504 機械耦合。此外，圖15B 顯示了促動器法蘭 1504 中的間隙 1516。間隙 1516 係指去掉材料部分（即，上文所述的用同一塊材料製成促動器法蘭 1504 和晶圓支撐塊 1506 的一則實施例）形成彈簧件 1508 的腔體空間。一般來說，間隙 1516 係指對晶粒 220 位置進行微調的最大空間量。在一則替代實施例（未顯示）中，促動器法蘭和晶圓支撐塊可為兩個單獨部件，所述兩個單獨部件透過除圖示和本文明確所述的緊固件和彈簧之外的緊固件和彈簧機械耦合。在這種情況下，所述間隙 1516 仍可表示以替代方式耦合的促動器法蘭和晶圓支撐塊之間的位置調節空間。
圖15C 圖解了根據一則實施例，大致沿圖 15A 所示的線 XVC-XVC 截取的微調組件 1500 之另一個斷面圖。為了簡明起見，該視圖中省略了所述針和收縮支撐件。應注意的是，為了明確顯示部件的區別，圖示的晶圓膠帶輸送框架 1406 與促動器法蘭 1504 有輕微間隔。然而，本領域的技術人員應理解的是，在使用中，所述晶圓膠帶輸送框架 1406 透過附著在促動器法蘭 1504 上，與晶圓膠帶固定框架 1408 機械耦合。如圖15C 所示，所述促動器 1502 可用促動器支架組件 1510（可包括套管、墊圈、墊片、支架等），安裝於促動器法蘭 1504 上，或是非常靠近促動器法蘭 1504。在一則實施例中，維持促動器 1502 與促動器法蘭 1504 之間的偏移，可將（例如）移動期間的摩擦降到最低。 具有微調元件的直接轉移裝置之第二範例實施例
圖16 圖解了根據本申請的另一則實施例的具有第一促動器 1602 和第二促動器 1604，用於對裝置的一或多個部件進行微調的微調機構 1600（下文稱為「微調機構 1600」）之底視圖。微調機構 1600 的許多特徵，可與圖 15A 所示的微調機構 1500 的特徵基本相似。但下文對第二促動器 1604 的某些區別之處進行了說明。
所述微調機構 1600 包括第一促動器 1602。所述第一促動器 1602 的遠端，會與晶圓支撐塊 1606 的第一側接觸，用於固定晶圓膠帶固定框架（圖 16 中未顯示），它可用於固定晶圓膠帶。此外，所述微調機構 1600 還包括第二促動器 1604。所述第二促動器 1604 的遠端，會與晶圓支撐塊 1606 接觸，接觸位置與第一促動器 1602 的遠端間隔 180 度。所述第一促動器 1602 和第二促動器 1604 的各個遠端與晶圓支撐塊 1606 的接近方式，可包括直接接觸、間接接觸、鄰接、相鄰等。所述微調機構 1600 可包括固定有支撐塊 1606 的促動器法蘭 1608。此外，所述促動器法蘭 1608 可包括固定有第一促動器 1602 和第二促動器 1604 的支撐臂 1608A 和 1608B。在可進一步實施彈簧型返回系統（例如，圖 16 所示的返回系統）的一則實施例中，所述微調機構 1600 還可包括多個可變形彈簧件 1610，它可將晶圓支撐塊 1606 與促動器法蘭 1608 連接。所述微調機構 1600 可透過孔 1612 牢固地緊固在晶圓膠帶輸送框架 1406 上（與圖 15B 所示的微調機構 1500 緊固方式類似），使微調機構 1600 可與晶圓膠帶輸送框架（與其附著在一起時）一起移動，對晶圓膠帶的位置進行微調。
由此，所述彈簧件 1610 晶圓支撐塊 1606 與促動器法蘭 1608 連接，使第一促動器 1602 的遠端可施加驅動力 1602A，將晶圓支撐塊 1606 沿驅動軸（如圖 16 中的 X 軸所示）從第一（靜止）位置位移到第二位置。所述位移可為第一位置與促動器法蘭 1608 的可變預定距離。所述彈簧件 1610 可暫時輕微變形，沿驅動力 1602A 的軸移動晶圓支撐塊 1606，從而使晶圓支撐塊 1606 產生位移。施加驅動力 1602A 之後，所述彈簧件 1610 可施加回程彈簧力 1610A，使第一促動器 1602 的遠端尚未回到第一位置時，被強制返回到相對於促動器法蘭 1608 的第一位置。
附加地，且/或可替代地，所述第二促動器 1604 可施加驅動力 1604A，以協助將晶圓支撐塊 1606 返回到第一位置。在實施例包括彈簧型返回系統之情況下，所述回程彈簧力 1610A 可施加在晶圓支撐塊 1606 上，以將晶圓支撐塊 1606 返回到第一位置。此外，所述驅動力 1604A 可大於回程彈簧力 1610B，可對相對於促動器法蘭 1608 的輸送速度和輸送加速度，以及指示晶圓支撐塊 1606 精確回到相對於促動器法蘭 1608 的第一位置的其他可控制因素進行額外控制。在所述第二促動器 1604 進行上文所述的微調操作時，所述回程力 1610B 還可將晶圓支撐塊 1606 返回到第一位置。即，所述第一位置是常用靜止位置，所述第二促動器 1604 將晶圓支撐塊 1606 向第一促動器 1602 推動時，可到達第三位置。
根據一則實施例，對所述晶圓支撐塊 1606 在單軸兩個方向上微調的精確驅動控制，可在轉移晶粒時，對微調移動提供更大優化能力。所述第一促動器 1602 和第二促動器 1604，可分別透過連接器 1614 和 1616 中的一個對應連接器與控制系統（未顯示）連接。因此，所述實施例，例如參照圖 16 所述的實施例，為單軸上兩個方向的移動提供了對準時機。 具有微調元件的直接轉移裝置之第三範例實施例
附加地，且/或可替代地，圖 17 圖解了具有四個微促動器（第一促動器 1702、第二促動器 1704、第三促動器 1706 和第四促動器 1708）的微調機構 1700 的一則實施例之底視圖。微調機構 1700 的許多特徵，可與圖 15 和 16 分別所示的微調機構 1500 和 1600 的特徵基本相似。例如，在參照第一促動器 1602 和第二促動器 1604 所述的微調機構 1700 中，第一促動器 1702 和第二促動器 1704 可分別與支撐臂 1710A 和 1710B 上的促動器法蘭 1710 相抵。然而，促動器法蘭 1710 可具有額外支撐臂 1710C 和 1710D，第三促動器 1706 和第四促動器 1708 可分別支撐在支撐臂 1710C 和 1710D 上。如圖所示，所述第三促動器 1706 和第四促動器 1708 可在同一條直線上互相對準，用於與晶圓支撐塊 1712 接觸，接觸位置分別與第一促動器 1702 和第二促動器 1704 間隔 90 度。即，所述第三促動器 1706 和第四促動器 1708 可與第一促動器 1702 和第二促動器 1704 在同一條直線上的對準方向垂直，以在調節第一促動器 1702 和第二促動器 1704 的方向之垂直方向上，進行晶粒位置調節。應注意的是，相對的促動器可起返回件的作用，用於將已調節特徵重定到中性狀態。 利用具有微調元件的直接轉移裝置進行直接轉移的方法之第一圖解範例
在一則實施例中，固定晶圓膠帶的框架在不同位置之間輸送時，固定晶圓框架的輸送機構可移動至轉移位置，並在突然停止甚至大幅減速之後進行微調，以便微調轉移位置並/或消除系統振動。一旦調節之後，系統將會轉移晶粒。圖18 顯示了具有微調機構的直接轉移裝置的一則實施例之直接轉移操作方法 1800，其中輸送機構可在每個轉移對準位置停止，或者，在每個轉移對準位置減速，而非完全停止。
本文所述方法 1800 的步驟可不採用任何特定順序，可按達到預期產品狀態的任何適當順序進行。為了便於說明，所述方法 1800 至少部分由具有微調機構（例如，圖 14-17 所示的微調機構）的直接轉移裝置執行。應注意的是，為了方便起見，方法 1800 的步驟係按照微調機構設有晶圓襯底輸送機構之情況予以說明。然而，可將微調機構的原理實施於上文所述的其他粗略移動機構上。因此，方法 1800 的步驟還可適用於微調機構佈置在圖 14-17 所示的微調機構之外的粗略移動機構上的裝置。
直接轉移操作（及本文所述每個過程）的範例方法 1800 顯示為邏輯流程圖，其中每個操作可代表可由硬體、軟體或其組合實施的一系列操作。某些情況下，一或多個操作可由一或多名用戶人進行。
在軟體的場境中，所述操作可代表存儲於一或多個電腦可讀介質的電腦可執行指令，所述指令由一或多個處理器執行時，執行所述操作。一般來說，電腦可執行指令包括執行特定功能，或是採用特定摘要資料類型的常式、程式、物件、元件、資料結構等。
所述電腦刻度介質可包括非暫時性電腦刻度存儲介質，可包括硬碟、磁片、光碟、CD-ROM、DVD、唯讀記憶體 (ROM)、隨機存取記憶體 (RAM)、EPROMS、EEPROMS、快閃記憶體、磁卡或光學卡、固態記憶體裝置，或適用於存儲電子指令的其他類型的存儲介質。此外，在一則實施例中，所述電腦可讀介質可包括電腦可讀暫時訊號（壓縮或非壓縮形式）。電腦可讀訊號的範例（無論是否用載體進行調製）包括但不限於，指示託管或執行電腦程式的電腦系統可透過配置進行存取的訊號，包括透過 Internet 或其他網路下載的訊號。最後，除非另有說明，否則不應認為操作的描述順序具有限制性。任何數量的所述操作，皆能以任何順序組合且/或並列組合，以實施過程。
如圖 18 的詳圖所示，在 1802 中，所述 PC（如上文參照圖 7 所述）可指示系統，將第一襯底（例如，攜帶襯底（例如，固定有晶粒的晶圓膠帶）的晶粒）、第二襯底（轉移晶粒的目標轉移襯底。例如，電路板或其他晶粒等）和轉移機構對準到對準位置（具體如本文所述）。即，在一則實施例中，所述 PC 可指示第一襯底輸送機構、第二襯底輸送機構或轉移機構的任一或全部移動至轉移對準位置，在轉移對準位置上，晶粒將從第一襯底轉移至第二襯底上的轉移位置。應注意的是，第一襯底輸送機構、第二襯底輸送機構或轉移機構的至少其中之一設有微調機構，以便將轉移過程中的粗略移動和/或其他因素造成的錯位程度降到最低。
本文使用的術語「對準位置」，可為移動部件之間對準距離範圍內的位置。例如，三個部件（例如，轉移機構、攜帶待轉移晶粒的第一襯底和具有晶粒目標轉移位置的第二襯底）全部對準，三個部件之間對準偏差（即，錯位）範圍在 10 微米至 75 微米時，可出現對準位置。在一則實施例中，對準位置可包括較小的允許錯位範圍，例如 10 微米至 20 微米。亦可採用其他錯位容限範圍。因此，並不限於本文明確所述的範圍。
關於上文的步驟 1802，在一則實施例中，所述系統可將襯底與轉移機構對準，在到達對準位置時，立即完全停止系統部件的粗略移動，以準備進行晶粒轉移。停止時，結構可能會產生振動。例如，振動可能會導致移動品質減速，從而導致對準位置最多偏移 30 微米至 50 微米。
附加地，且/或可替代地，在一則實施例中，三個部件中的一或多個處於運動狀態時，所述系統可將襯底與轉移機構對準，以準備進行晶粒轉移。例如，輸送第一襯底的輸送機構可具有專門維持慢速連續移動的指令；或者，兩次粗略移動之間的移動可較快，系統在接近預期轉移位置時，可降低移動部件的速度。因此，在可確定的精確時間下，在（例如）與部件的粗略移動方向間隔 180 度的移動軸上，所述系統可調節微調機構。調節的速度，使被轉移晶粒相對於支撐襯底上的目標位置處於靜止狀態。即，被微調部件的相對速度變為零。晶粒與目標轉移位置最緊密對準時，所述轉移機構受到驅動，從第一襯底轉移晶粒。採用連續移動的實施例的一個可能優勢，可包括：與在每個轉移位置上等待系統振動消除相較，不但節省了時間，還提高了製造效率。
在任一則實施例中，為了確定驅動時間並確定啟動促動器的控制參數，所述單元管理器（參照圖 7 所述）可確定即時運行因素，包括速度、加速度、位置、移動部件之間對準情況、時間和其他因素。由此，在每次啟動之前，所述感應器管理器、運動管理器和晶粒管理器確定運行促動器的驅動時間和速率。
在 1804 中，所述轉移裝置會根據需要，對一或多個部件的位置進行一或多次微調，以改善對準位置。可透過啟動至少一個微調促動器，對部件進行位移，進行所述一或多次微調，從而解決任何細微錯位的問題。位移可包括（例如）：將設有微調促動器的第一襯底，從相對於促動器法蘭的第一位置位移到相對於促動器法蘭的第二位置。所述位移能以可變方式控制。因此，可為預定距離，通過預定距離對準將從第一襯底轉移至第二襯底上的轉移位置之晶粒，確保晶粒有效放置。即，參照 1802 所述的對準位置，可在轉移過程中，透過減少和/或消除任何晶粒錯位現象而即時改善。即使，振動或連續移動產生的錯位非常細微，亦是如此。
在 1806 中，所述裝置透過驅動轉移機構（例如，對針/銷子/線進行迴圈，對夾頭進行樞軸連接等），將半導體器件晶粒從第一襯底轉移至第二襯底上。
在步驟 1808 中，被微調的部件可返回到中性位置（靜止）。例如，在使用彈簧件的一則實施例中，由於微調機構的彈簧件性質，可自動產生回程力；或是在另一則實施例中，可由第二促動器、第三促動器和/或第四促動器中的一或多個產生回程力。
在 1810 中，所述轉移裝置確定是否轉移另一個半導體器件晶粒。如果不轉移另一個晶粒，所述過程將在 1812 後結束。然而，如果確定要轉移更多晶粒，所述過程可從 1802 重新開始。 具有微調元件的直接轉移裝置之第四範例實施例
圖19A 圖解了根據本申請的一則實施例的 2 軸軌道微調元件 1900（下文稱為「軌道元件 1900」）之等距視圖。這裡的微調機構設有（例如）晶圓膠帶輸送機構。然而，如上文所述，可將類似微調機構實施於產品襯底輸送機構上。然而，為了方便起見，圖 19A-19C 顯示的軌道元件 1900 用於調節攜帶待轉移晶粒的晶圓膠帶相對位置。
在一則實施例中，所述軌道元件 1900 可包括台下件 1902（例如，板、框架、剛性支撐結構等）。多個軌道導向滑板（例如，第一軸滑板 1904 和第二軸滑板 1906），以滑動方式串連附著在台下件 1902 上。所述軌道導向滑板 1904、1906 可起支撐件的作用，用於沿微調促動器 1908、1910 的一或多次驅動各個軸輸送攜帶半導體器件晶粒之晶圓膠帶。進一步，所述軌道元件 1900 可包括附著在台下件 1902 上的第一組軌道 1912。所述第一組軌道 1912 與滑動機構 1914 嚙合，所述滑動機構 1914 附著在第一軸滑板 1904 朝向台下件 1902 的一側。所述第一軸滑板 1904 可在被微調促動器 1908 驅動時，沿與第一組軌道 1912 延伸方向平行的方向上的單軸滑動。圖示的第一組軌道 1912 包括兩個軌道，但亦可採用軌道數量多於或少於兩個的其他配置。
第二組軌道 1916 可附著在第一軸滑板 1904 與滑動機構 1914 所在一側相反的一側。所述第二組軌道 1916 可與第二組滑動機構 1918 嚙合，所述第二組滑動機構 1918 附著在第二軸滑板 1906 朝向第一軸滑板 1904 的一側。所述第二軸滑板 1906 可在被微調促動器 1910 驅動時，沿與第二組軌道 1916 平行的軸輸送攜帶半導體器件晶粒之晶圓膠帶。圖 19A-19C 所示的第一組軌道 1912 ，係和第二組軌道 1916 互相垂直。然而，第一組軌道 1912 和第二組軌道 1916，亦可處於與圖示方向不同的相對方向上。
所述軌道元件 1900 可包括第一觸止塊 1920 和第二觸止塊 1922，用於分別為第一軸滑板 1904 和第二軸滑板 1906 的邊緣提供停止點。此外，所述第一觸止塊 1920 和第二觸止塊 1922，可分別在各自腔體內固定壓縮緩衝器 1922、1924。微調促動器 1908、1910 對多個軌道導向滑板進行位移時，多個軌道導向滑板可緊靠壓縮緩衝器 1922、1924，避免損壞。所述壓縮緩衝器 1922、1924 可由可變形彈性材料製成。例如，膠皮聚合物、聚合物、橡膠或其他適當材料（例如，軟矽酮、海綿、泡沫、橡膠、塑膠等）。因此，所述壓縮緩衝器 1922、1924 可起返回件的作用，用於將晶圓固定器或襯底固定器復位到中性位置。
圖 19B 圖解了 2 軸軌道微調元件 1900 之側視圖，圖 19C 圖解了其底視圖。 利用具有微調元件的直接轉移裝置進行直接轉移的方法之第二 圖解範例
圖20 圖解了利用微調機構轉移半導體器件晶粒的方法 2000 之一則實施例。如上文所述，在某些晶粒轉移操作中，轉移晶粒的裝置可採用跨越相對較大距離（可為（例如）1 mm、2 mm 等）的粗調。但有時可能會發生錯位，使用微調機構可能較為有利。此外，在某些實例中，將要轉移一組晶粒，雖然可採用粗略位置調節，但由於相鄰晶粒相對緊靠，粗調可能不現實。在這種情況下，所述微調機構可能較為有利。
根據方法 2000，晶粒轉移順序可如下所述。在步驟 2002 中，所述系統可將微調機構置於中性位置。在步驟 2004 中，所述系統可驅動一或多個系統部件，例如輸送機構，以進行粗調，從而將部件放置在轉移對準位置。假設透過粗調，將部件正好置於轉移對準位置，方法 2000 進行步驟 2006，轉移晶粒。在步驟 2008 中，所述系統會確定是否有可透過微調機構轉移至對準位置的其他晶粒。如果有，系統驅動微調機構將一或多個部件移動至下一個轉移對準位置。如果步驟 2008 中的確定結果為「是」，所述系統會進行步驟 2010，驅動微調機構，將部件放置到下一個對準位置。如果步驟 2008 中的確定結果為「否」，所述系統會進行步驟 2012，確定是否有可透過粗調轉移至對準位置的其他晶粒。如果步驟 2012 中的確定結果為「是」，方法將回到步驟 2004。如果步驟 2012 中的確定結果為「否」，方法將在步驟 2014 完成後結束。
應注意的是，在步驟 2006 中，可要求所述系統同時並/或按順序轉移一個以上的晶粒。在對準位置超過轉移機構的一或多個針可用行程長度之情況下，可啟動微調促動器，使一或多次轉移操作盡可能同時進行，或非常快速地按順序進行，以避免進行粗調。此外，由於晶粒轉移頭可包括多個銷子，所述多個銷子佈置在與未轉移晶粒之間節距大致匹配的陣列中，可同時驅動晶粒轉移頭上的兩個或多個銷子，以同時轉移多個晶粒（例如，參見圖 21）。
圖21 圖解了具有多個銷子 2104 的晶粒轉移頭 2102。在所示範例中，所述晶粒轉移頭 2102 包括以 0.275 mm 節距佈置為兩列（每列 12 個銷子）的 24 個銷子 2104。所述銷子 2104 可用於根據上文所述申請的一或多則實施例轉移晶粒。如圖21 所示，可以預定節距（例如，2.23 mm）在電路襯底上配置電路板 2106。已知節距的配置可允許利用銷子節距與預定晶粒節距相同（或接近）的轉移頭，進行多銷晶粒轉移。例如，單一多銷器件晶粒轉移頭可僅利用一次微調，轉移兩個或多個器件晶粒（分別轉移組合 #1 和 #2）。微調可將轉移頭從位置 A 位移到位置 B，無需進行粗調。 範例條款
A：一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底。所述裝置包括：襯底輸送機構，可在兩個軸上移動，以對第一襯底進行一次位置調節；與襯底輸送機構耦合的微調機構，所述微調機構用於固定第一襯底，並以小於襯底輸送機構進行的一次位置調節級別進行二次位置調節。所述微調機構包括：具有可移動遠端的微調促動器，以及用於固定第一襯底的襯底固定框架。所述襯底固定框架可透過驅動微調促動器的遠端而移動；襯底框架，用於固定第二襯底，使第二襯底的轉移表面朝向第一襯底上佈置的半導體器件晶粒；以及，轉移機構，用於對第一襯底施壓，並將半導體器件晶粒轉移至第二襯底上。
B：根據段落 A 所述的裝置，其中，所述微調機構進一步包括：用於固定襯底固定框架的晶圓支撐件，以及用於將襯底固定框架復位到中性位置的返回件，其中，所述微調促動器的遠端接近晶圓支撐件。
C： 根據段落 A-B 任一段所述的裝置，其中，所述微調促動器是第一微調促動器，其中，所述微調機構進一步包括具有調節襯底固定框架位置的遠端之第二微調促動器，其中，所述第一微調促動器的遠端用於在與第二微調促動器的遠端間隔約 90 度的位置，調節襯底固定框架的位置。
D：根據段落 A-C 任一段所述的裝置，其中，所述微調機構為 2 軸軌道輸送機構。
E：根據段落 A-D 任一段所述的裝置，其中，所述微調機構進一步包括附著在襯底輸送機構上的台下板。
F：根據段落 A-E 任一段所述的裝置，其中，所述微調機構進一步包括：附著在台下板上的第一對平行軌道，所述第一對平行軌道在第一方向上延伸；第一側與第二側相對的第一軸滑板。透過第一軸滑板的第一側第一對平行軌道，所述第一軸滑板與台下板間接連接；附著在第一軸滑板的第二側第二對平行軌道，所述第二對平行軌道在與第一方向垂直的第二方向上延伸；以及，透過第二對平行軌道與第一軸滑板間接連接的第二軸滑板，所述第二軸滑板支撐襯底固定框架。
G：根據段落 A-F 任一段所述的裝置，其中，所述微調促動器的可移動遠端用於與第一軸滑板的邊緣接觸。
H：一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底。所述裝置包括：襯底輸送機構，可對第一襯底進行位置宏調節；與襯底輸送機構耦合的微調機構，所述微調機構用於固定第一襯底，並對第一襯底進行位置微調。所述微調機構包括：具有可移動遠端的微調促動器，以及用於固定第一襯底的襯底固定框架。所述襯底固定框架固定在滑板上，滑板可透過與微調促動器的遠端接觸而移動；襯底框架，用於固定第二襯底，使第二襯底的轉移表面朝向第一襯底上佈置的半導體器件晶粒；以及，轉移機構，用於對第一襯底施壓，並將半導體器件晶粒轉移至第二襯底上。
I：根據段落 H 所述的裝置，其中，所述微調促動器是第一微調促動器，其中，所述滑板是微調機構的第一滑板，可在第一方向上進行位置調節，其中，所述微調機構進一步包括：可在與第一方向垂直的第二方向上進行位置調節的第二滑板，以及可移動遠端與第二滑板接觸並調節其位置的第二微調促動器。
J：根據段落 H-I 任一段所述的裝置，其中，所述第一滑板和第二滑板可透過一對平行軌道互連，使第二滑板可在直線方向上相對於第一滑板移動。
K：根據段落 H-J 任一段所述的裝置，其中，所述微調機構進一步包括：第一壓縮緩衝器，佈置在第一滑板與第一微調促動器相對的一側，用於在驅動第一微調促動器之後，停止第一滑板；以及，第二壓縮緩衝器，佈置在第二滑板與第二微調促動器相對的一側，用於在驅動第二微調促動器之後，停止第二滑板。
L：根據段落 H-K 任一段所述的裝置，其中，所述襯底輸送機構可至少在兩個方向上移動。
M：根據段落 H-L 任一段所述的裝置，其中，所述微調促動器用於在 0.5 微米至 5000 微米範圍內進行位置調節。
N：根據段落 H-M 任一段所述的裝置，其中，所述微調促動器用於在 1 微米至 1000 微米範圍內進行位置調節。
O：根據段落 H-N 任一段所述的裝置，其中，所述微調促動器用於在 5 微米至 50 微米範圍內進行位置調節。
P：一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底。所述裝置包括：襯底輸送機構，用於在一或多個方向上移動，透過位置宏調節輸送第一襯底；與襯底輸送機構耦合的微調機構，所述微調機構用於進一步透過位置微調相對於襯底輸送機構輸送第一襯底。所述微調機構包括：具有可移動遠端的一或多個微調促動器；用於固定第一襯底的襯底固定框架，所述襯底固定框架可透過驅動一或多個微調促動器而移動；襯底框架，用於固定第二襯底，使第二襯底的轉移表面朝向第一襯底上佈置的半導體器件晶粒；以及，可驅動的轉移件，用於對第一襯底施壓，並將半導體器件晶粒轉移至第二襯底上。
Q：根據段落 P 所述的裝置，其中，所述一或多個微調促動器受到控制，用於抵消位置宏調節的位置誤差。
R：根據段落 P-Q 任一段所述的裝置，其中，所述微調機構用於在襯底輸送機構處於運動狀態時，相對於襯底輸送機構調節第一襯底的位置。
S：根據段落 P-R 任一段所述的裝置，其中，所述襯底輸送機構的運動是位置宏調節之後襯底輸送機構停止時產生的振動。
T：根據段落 P-S 任一段所述的裝置，其中，所述襯底輸送機構的運動是位置宏調節期間襯底輸送機構連續移動時產生的運動。 總結
上文以結構特徵/或方法行為的特有語言，對多則實施例進行了說明。但應理解的是，權利要求並不限於所述的特定特徵或行為。相反，所述特徵和行為是實施所聲明主題的說明性形式。此外，本文使用的術語「可」係指一或多則實施例，而非所有實施例中使用的特定特徵之可能性。
100、200、1100、1200、1300、1400、2100:裝置 102、202、608、1102、1104:支撐襯底輸送機構 104、204、606、1202、1404:晶圓膠帶輸送機構 106、206、610:轉移機構 108、208、612:固定機構 210、500、502:支撐襯底 212:電路示蹤劑 214:支撐襯底輸送框架 216:支撐襯底固定框架（張緊框架） 216a、504A:第一部分 216b、504B:第二部分 218:晶圓膠帶 220、508:晶粒 222、1406:晶圓膠帶輸送框架 224、1408:晶圓膠帶固定框架 226:針 228:促動器 230:支撐件 232、234、240、242:開口 236:能量發射裝置（雷射器） 238:支撐襯底支撐件 244:第一感應器 246:第二感應器 248:產品襯底 300:尖端 302:側壁 304:錐形部份 306:拐角 308:底端 506:資料點 600、700:轉移系統 602、702:個人電腦 604、704:資料庫 800、900、1800、2000:方法 802、804、806、808、902、904、906、908、910、912、914、916、918、920、922、924、926、1802、1804、1806、1808、1810、1812、2002、2004、2006、2008、2010、2012、2014:步驟 1000:輸送系統 1002:軌道、滾輪、皮帶 1004:列印站 1006:晶粒轉移站 1008:修整站 1106、1204、1210:卷軸 1206:襯底 1108:修整裝置 1110、1208:張力輥 1304:夾頭 1306:穿臂 1308:樞軸點 1402、1500:微調機構 1502、1602、16041908、1910、1702、1704、1706、1708:促動器 1502A、1602A、1604A:驅動力 1504、1608、1710:促動器法蘭 1504A、1608A、1608B、1710A、1710B、1710C、1710D:支撐臂 1508A、1610B:回程力（彈簧力） 1506、1606、1712:晶圓支撐塊 1508、1610:彈簧件 1510:支架組件（支架元件） 1512、1612:通孔 1514:電連接器 1516:間隙 1900:軌道元件 1902:台下件 1904:第一軸滑板 1906:第二軸滑板 1912:第一組軌道 1914:滑動機構 1916:第二組軌道 1920:第一觸止塊 1922:第二觸止塊 1924、1926:壓縮緩衝器 2102:晶粒轉移頭 2104:銷子 2106:電路板
參考附圖進行了詳細說明。在附圖中，參考數字最左邊的數字表示該參考數字第一次出現的圖。不同附圖中使用的相同參考數字表示相似或相同的項目。此外，可認為附圖對單一圖中的單一部件相對尺寸提供了近似描述。然而，附圖並未按比例繪製，單一圖中和不同圖之間單一部件的相對尺寸，可能與圖示有所不同。特別地，某些圖可將部件顯示為特定尺寸或形狀。而在其他圖中，為了清晰起見，相同部件的比例可能較大或具有不同形狀。
圖1 圖解了直接轉移裝置的一則實施例之等距視圖。
圖2A 是處於轉移前位置直接轉移裝置的一則實施例之示意圖。
圖2B 是處於轉移位置直接轉移裝置的一則實施例之示意圖。
圖3 圖解了直接轉移機構的針端部之形狀輪廓一則實施例。
圖4 圖解了針驅動行程曲線的一則實施例。
圖5 圖解了上面有電路示蹤劑支撐襯底的一則實施例之平面圖。
圖6 圖解了晶粒直接轉移系統的一則實施例之示意圖。
圖7 圖解了晶粒直接轉移系統機器硬體與控制器之間電路路徑的一則實施例之示意圖。
圖8 圖解了根據本申請的一則實施例之晶粒直接轉移過程方法。
圖9 圖解了根據本申請的一則實施例之晶粒直接轉移操作方法。
圖10 圖解了採用輸送系統的直接轉移裝置和過程一則實施例。
圖11A 圖解了處於轉移前位置直接轉移裝置的另一則實施例之示意圖。
圖11B 圖解了圖 11A 實施例的支撐襯底輸送機構轉移後操作之頂視示意圖。
圖12 圖解了處於轉移前位置直接轉移裝置的另一則實施例之示意圖。
圖13 圖解了處於轉移前位置直接轉移裝置的另一則實施例之示意圖。
圖14 圖解了採用根據本發明的一則實施例的微調元件、處於轉移前位置直接轉移裝置的一則實施例之示意圖。
圖15A 圖解了根據本發明的一則實施例的微調元件之等距視圖。
圖15B 圖解了根據本發明的一則實施例的圖 15A 微調組件之斷面示意圖。
圖15C 圖解了根據本發明的另一則實施例的圖 15A 微調組件之另一個斷面示意圖。
圖16 圖解了根據本發明的一則實施例的具有兩個微調促動器的微調組件之底視圖。
圖17 圖解了根據本發明的一則實施例的具有四個微調促動器的微調組件之底視圖。
圖18 圖解了根據本發明的一則實施例啟動直接轉移裝置的一則範例過程方法。
圖19A 圖解了根據本發明的一則實施例的具有兩個微調促動器的 2 軸軌道微調元件之等距視圖。
圖19B 圖解了根據本發明的一則實施例的圖 19A 的 2 軸軌道微調元件之側視圖。
圖19C 圖解了根據本發明的一則實施例的圖 19A 的 2 軸軌道微調元件之底視圖。
圖20 圖解了根據本發明的一則實施例的使用具有微調元件的裝置進行直接轉移的範例過程另一個方法。
圖21 圖解了根據本發明的一則實施例的具有多個銷子/針，用於具有微調元件的裝置的晶粒直接轉移頭之局部示意圖。
1900:軌道元件
1902:台下件
1904:第一軸滑板
1906:第二軸滑板
1908、1910:微調促動器
1912:第一組軌道
1914:滑動機構
1916:第二組軌道
1920:第一觸止塊
1922:第二觸止塊
1924、1926:壓縮緩衝器

Claims (20)

  1. 一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底；該裝置包含： 襯底輸送機構，可在兩個軸上移動，以對所述第一襯底進行主要位置調節； 微調機構，該微調機構與所述襯底輸送機構耦合，該微調機構經組態用以保持所述第一襯底，並以小於由所述襯底輸送機構進行的主要位置調節規模進行二次位置調節；該微調機構包括： 具有可移動遠端的微調促動器，以及 經組態用以固定所述第一襯底的襯底固定框架，該襯底固定框架可透過致動微調促動器的遠端而移動； 襯底框架，經組態成用以固定第二襯底，使該第二襯底的轉移表面朝向佈置於第一襯底上的半導體器件晶粒而佈置；以及 轉移機構，經組態成對所述第一襯底施壓，並將所述半導體器件晶粒轉移至所述第二襯底上。
  2. 如請求項 1 之裝置，其中，所述微調機構進一步包括： 用於固定所述襯底固定框架的晶圓支撐件，以及 用於將所述襯底固定框架復位到中性位置的返回件， 其中，所述微調促動器的所述遠端接近所述晶圓支撐件。
  3. 如請求項 1 之裝置，其中，該微調促動器是第一微調促動器， 其中，所述微調機構進一步包括具有調節所述襯底固定框架位置的所述遠端之第二微調促動器， 其中，所述第一微調促動器的所述遠端用於在與該第二微調促動器的遠端間隔約 90 度的位置調節所述襯底固定框架的位置。
  4. 如請求項 1 之裝置，其中，該微調機構為 2 軸軌道輸送機構。
  5. 如請求項 1 之裝置，其中，該微調機構進一步包含附著在所述襯底輸送機構上的台下板。
  6. 如請求項 5 之裝置，其中，該微調機構進一步包含： 附著在所述台下板上的第一對平行軌道，所述第一對平行軌道在第一方向上延伸， 第一側與第二側相對的第一軸滑板；透過所述第一軸滑板的第一側第一對平行軌道，所述第一軸滑板與所述台下板間接連接， 附著在所述第一軸滑板的第二側第二對平行軌道，所述第二對平行軌道在與第一方向垂直的第二方向上延伸，以及 透過所述第二對平行軌道與所述第一軸滑板間接連接的第二軸滑板，所述第二軸滑板支撐所述襯底固定框架。
  7. 如請求項 6 之裝置，其中，該微調促動器的所述可移動遠端用於與所述第一軸滑板的邊緣接觸。
  8. 一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底；該裝置包含： 襯底輸送機構，用於對第一襯底進行位置宏調節； 與所述襯底輸送機構耦合的微調機構，該微調機構用於固定第一襯底，並對所述第一襯底進行位置微調；所述微調機構包含： 具有可移動遠端的微調促動器，以及 用於固定所述第一襯底的襯底固定框架；所述襯底固定框架固定在滑板上，該滑板可透過與所述微調促動器的所述遠端接觸而移動； 襯底框架，用於固定第二襯底，使第二襯底的轉移表面朝向第一襯底上佈置的半導體器件晶粒；以及 轉移機構，用於對第一襯底施壓，並將半導體器件晶粒轉移至第二襯底上。
  9. 如請求項 8 之裝置，其中，該微調促動器是第一微調促動器， 其中，該滑板是所述微調機構的第一滑板，可在第一方向上進行位置調節， 其中，所述微調機構進一步包含： 可在與第一方向垂直的第二方向上進行位置調節的第二滑板，以及 可移動遠端與所述第二滑板接觸並調節其位置的第二微調促動器。
  10. 如請求項 9 之裝置，其中，該第一滑板和所述第二滑板可透過一對平行軌道互連，使所述第二滑板可在直線方向上相對於所述第一滑板移動。
  11. 如請求項 9 之裝置，其中，該微調機構進一步包含： 第一壓縮緩衝器，佈置在所述第一滑板與所述第一微調促動器相對的一側，用於在驅動所述第一微調促動器之後，停止所述第一滑板，以及 第二壓縮緩衝器，佈置在所述第二滑板與所述第二微調促動器相對的一側，用於在驅動所述第二微調促動器之後，停止所述第二滑板。
  12. 如請求項 8 之裝置，其中，該襯底輸送機構可至少在兩個方向上移動。
  13. 如請求項8 之裝置，其中，該微調促動器經組態成用以在 0.5 微米至 5000 微米範圍內進行位置調節。
  14. 如請求項 8 之裝置，其中，該微調促動器經組態成用以在 1 微米至 1000 微米範圍內進行位置調節。
  15. 如請求項 8 之裝置，其中，該微調促動器經組態成用以在 5 微米至 50 微米範圍內進行位置調節。
  16. 一種裝置，可將佈置在第一襯底上的半導體器件晶粒直接轉移至第二襯底；該裝置包含： 襯底輸送機構，經組態成用於在一或多個方向上移動，透過位置宏調節輸送第一襯底； 與所述襯底輸送機構耦合的微調機構，所述微調機構用於進一步透過位置微調相對於所述襯底輸送機構輸送第一襯底；該微調機構包含： 具有可移動遠端的一或多個微調促動器，以及 用於固定所述第一襯底的襯底固定框架；該襯底固定框架可透過驅動所述一或多個微調促動器而移動； 襯底框架，用於固定第二襯底，使該第二襯底的轉移表面朝向佈置於第一襯底上的半導體器件晶粒佈置；以及 可驅動的轉移件，用於對所述第一襯底施壓，並將所述半導體器件晶粒轉移至所述第二襯底上。
  17. 如請求項 16 之裝置，其中，該一或多個微調促動器受到控制，用於抵消所述位置宏調節的位置誤差。
  18. 如請求項 16 之裝置，其中，該微調機構用於在所述襯底輸送機構處於運動狀態時，相對於所述襯底輸送機構調節所述第一襯底的位置。
  19. 如請求項 18 之裝置，其中，該襯底輸送機構的運動是位置宏調節之後所述襯底輸送機構停止時產生的振動。
  20. 如請求項 18 之裝置，其中，該襯底輸送機構的運動是位置宏調節期間所述襯底輸送機構連續移動時產生的運動。
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